Paljolti Suomessa kuvatun jännityselokuvan nimihenkilö Hanna (Oscar-ehdokas Saoirse Ronan, "Sovitus") on teinityttö, jolla sattuu olemaan sotilaan voimat, kestävyys ja äly; sellaiseksi hänet on Pohjois-Suomen karuissa erämaissa kasvattanut hänen isänsä (Eric Bana, "Star Trek"), entinen CIA-agentti. Eristyksissä ja poikkeuksellisissa olosuhteissa vietetyllä nuoruudella sekä kaikella hänen kasvatuksellaan ja koulutuksellaan on ollut vain yksi päämäärä: koulia Hannasta täydellinen salamurhaaja.
Hannan nuoren elämän käännekohta koittaa, kun isä lähettää hänet maailmalle suorittamaan tehtävää. Kaikessa hiljaisuudessa Hanna matkustaa halki Euroopan vältellen agentteja, jotka hänen peräänsä on lähettänyt häikäilemätön tiedustelupalvelun päällikkö (Oscar-voittaja Cate Blanchett), jolla on omat salaisuutensa. Kohdetta lähestyessään Hanna saa hätkähdyttäviä tietoja omasta taustastaan ja joutuu lopulta pohtimaan koko perimmäistä olemustaan.
