故事发生在上集《11罗汉》拉斯韦加斯赌场盗窃案三年后，案中的11个大盗正好好享受他们的1亿5千万盗款，但平静的日子总是短暂，他们不得不暂停悠闲的生活，再次聚集在一起，展现身手。

　　匪徒首领丹尼·奥森(乔治·克鲁尼 饰)被狂妄自大而出色的国际窃匪出卖后，向从前的兄弟们发出了邀请，原班的11个妙贼在芝加哥和丹尼的妻子苔丝(朱莉亚·罗伯茨 饰)汇合，在这新的一集中，她就是第12罗汉，为高智慧犯罪集团增加更多魅力。

　　这一次丹尼策划的是同时进行三起轰轰烈烈的抢案，目标分别位于罗马，巴黎与阿姆斯特丹，分别是位于阿姆斯特丹国家博物馆内所珍藏的林布兰特名画，巴黎的名画蒙纳莉萨，以及在罗马的著名钻石。这次的困难是他们必须分散人力在三地同时展开行动，同时曾在赌城拉斯韦加斯吃过亏的赌城大亨泰利·班纳特(安迪·加西亚 饰)，也获知这次行动，他派出自己的手下(文森特·卡塞尔 饰)企图在盗贼们进行计划中进行报复，一洗这场不能忘记的耻辱。

　　当然，此次行动的困难远远不只这些，他们的行动还因美丽的国际刑警伊莎贝尔·拉莉的 (凯瑟琳·泽塔琼丝 饰)介入而变的棘手，她同时也是盗贼中赖恩的前女友。12位盗贼能否发挥自己的能量，再次展现高超身手，成为世界上最优秀的盗贼，还是落入泰利的圈套，成为他的替罪羊，盗窃计划再次启动，12罗汉和我们将一起迎来这次银幕犯罪智慧的再次升级。