Europa 1990, de Berlijnse muur is net gevallen. Katrine, opgegroeid in Oost-Duitsland en nu sinds 20 jaar woonachtig in Noorwegen, is een oorlogskind; het resultaat van een liefdesrelatie tussen een Noorse vrouw en Duitse soldaat tijdens de Tweede Wereldoorlog. Katrine leidt een gelukkig gezinsleven, samen met haar moeder, haar man, dochter en kleindochter. Wanneer een advocaat haar en haar moeder vraagt om te getuigen in een proces tegen de Noorse staat, weigert ze resoluut. Maar geleidelijk legt de advocaat haar verborgen geheimen steeds meer bloot, tot Katrine uiteindelijk niets meer kan verbergen.

De 16-jarige Hanna (Saoirse Ronan) is een unieke tiener. Ze heeft de kracht, de hersens en het uithoudingsvermogen van een soldaat. Dat heeft ze van haar vader (Eric Bana), een voormalig CIA-agent, die haar in Finland opgevoed en getraind heeft als perfecte huurmoordenaar. Als ze door haar vader er op uit gestuurd wordt voor een missie door heel Europa, vindt er een scherpe verandering in haar jonge bestaan plaats. Wanneer ze achterna gezeten wordt door de agenten van een meedogenloze spion en haar ultieme doelwit nadert, wordt Hanna geconfronteerd met een aantal openbaringen die haar doen twijfelen over haar bestaan en menselijkheid.