에리크 헬러는 루미나아의 비밀 시설에서 아기인 해나를 구출한다. 그 뒤로 부녀는 15년간 폴란드의 깊은 산속에서 살아간다. 하지만 바깥세상이 궁금해진 해나가 숲 밖으로 발을 내딛으면서 해나가 태어난 뒤로 해나를 쫓고 있던 CIA 요원 마리사 비글러의 주의를 끌고 만다.

마리사의 부하에게 붙잡힌 해나는 모로코의 CIA 시설에서 탈출해 에리크와 만나기 위해 독일로 향한다. 그 과정에서 영국에서 가족과 여행 온 10대 소녀 소피를 만나고, 진짜 세상과 사춘기의 짜릿함을 알게 된다. 해나가 평범한 삶을 맛보는 사이, 마리사의 부하들이 해나의 뒤를 바짝 쫓는다.

마침내 베를린에서 해나와 재회한 에리크는 군대에서 만난 친구들과 함께 숨어 지내고, 해나는 아버지의 과거에 대해 알게 된다. 그러나 소피와 함께 평범한 삶을 엿본 해나는 자신을 구속하는 아버지에게 불만을 품는다. 마리사의 추격을 눈치챈 에리크와 친구들은 공격을 준비한다.

에리크는 마리사를 감금하고 베를린을 무사히 빠져나갈 수 있게 도울 것을 요구한다. 그동안 해나는 디터의 집에서 숨어지낸다. 아버지가 숨기는 게 대체 무엇인지 궁금해진 해나는 에리크가 자신에 관한 큰 비밀을 숨기고 있다는 것을 깨닫는다. 에리크의 탈출 계획이 점점 완성되어 가는 사이, 마리사 또한 탈출 계획을 세운다.

에리크가 숨기고 있던 진실에 여전히 충격받은 해나는 런던 교외 지역에서 소피와 함께 숨어지내고, 소피는 부모님에게 해나의 존재를 비밀로 한다. 소피의 설득으로 학교 파티에 간 해나는 처음으로 남자아이에게 설레는 감정을 느낀다. 그 사이 에리크의 친구들은 도망치는 과정에서 심각한 상처를 입은 에리크를 살리기 위해 애쓴다.

앤턴을 사이에 두고 소피와 해나의 관계가 점점 틀어지기 시작한다. 둘이 말싸움을 하고 다툰 사이 마리사가 해나의 어머니로 가장하여 소피의 집에 찾아온다. 소피 가족을 위험에 빠뜨리지 않으려면 자유를 포기하고 마리사를 따라가야만 하는 상황에서 해나는 괴로워한다. 그 사이 소여에게 붙잡힌 에리크는 잔혹한 신문을 당한다.

완전한 진실이 아니면 해나가 받아들이지 않을 거란 사실 깨달은 에리크는 해나의 과거를 알려주기 위해 루마니아로 향한다. 그 사이 마리사는 소여가 유트락스에 관한 진실을 숨기고 있다는 사실을 깨닫는다.

에리크는 해나에게 유트락스에 관한 진실을 알려주고, 해나는 결단을 내린다. 그 사이 마리사는 소여가 숨겨온 유트락스의 진상을 알아내기 위해 나선다.