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Kaum aus dem Gefängnis entlassen, schmiedet Gentleman-Gauner Danny Ocean Pläne für das nächste ganz grosse Ding: Er will den schwerreichen Casino-Besitzer Terry Benedict um die Wochen-Einnahmen seiner florierenden Casinos bringen; es geht um 150 Millionen Dollar. Solch ein Unterfangen ist nicht alleine zu stemmen. Wie in Rififi steht in Ocean's Eleven die exakte Planung der Unternehmung im Mittelpunkt des Films; So weiht Ocean seinen besten Freund Rusty Ryan, einen gewieften Trickbetrüger, in seinen Plan ein. Der ist zwar nicht begeistert, steigt aber aus Neugierde ein. Die beiden machen sich an die Arbeit und stellen ein Team aus elf Spezialisten zusammen. Jedem kommen dabei Aufgaben zuteil, die auf deren Fähigkeiten zugeschnitten sind.
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Drei Jahre sind vergangen, seit Gentleman-Gauner Danny Ocean und seine Jungs Terry Benedict um mehrere Millionen Dollar erleichtert haben. Danny ist wieder mit Tess zusammen und geniesst, wie seine Kumpels, sein Leben im Wohlstand. Das schöne Leben wird jedoch jäh von Benedict unterbrochen, der seine geklauten Millionen innerhalb von zwei Wochen mit Zins und Zinseszins zurückhaben will. Da sie das Geld nicht mehr haben, müssen sich die Zwölf etwas einfallen lassen. Und was würde näher liegen, als ein neues Diebesstück? Ein Ziel ist schnell gefunden: Die älteste Aktie der Welt, die in Amsterdam aufbewahrt wird. Gerade dabei, den Plan in die Tat umzusetzen, kommt ihnen die Konkurrenz, in Person des französischen Meisterdiebs François 'Nightfox' Toulour zuvor. Kein Zufall, wie sich herausstellen soll. Er hat von seinem Mentor Gaspar LeMarque vom Bravourstück der elf erfahren und daraufhin den Plan gefasst, eine Wette heraufzubeschwören. Einsatz ist ein Fabergé-Ei, welches aus einem Museum in Rom entwendet werden soll. Gelingt es Ocean und seiner Crew diese zu besorgen, übernimmt der "Nightfox" deren Schulden bei Benedict.