11. September 2001: Bei den Al-Kaida-Terroranschlägen in den USA kommen mehr als 3.000 Menschen ums Leben. Die Verzweiflung der Notrufe wirkt auch ohne Bilder. Dann Schnitt: Es wird die brutale Foltermaschine der CIA zwei Jahre später gezeigt. Die CIA-Ermittlerin Maya erhält den Auftrag, Osama bin Laden aufzuspüren. Nach zahlreichen Verhören glaubt sie, in Abu Ahmed einen der wichtigsten Kuriere gefunden zu haben. Doch während sie ihre Spur verfolgt, überwiegt in Washington die Sorge vor einem nächsten Anschlag durch Osamas Nachfolger. Maya zur Seite steht das Team Six der Navy Seals um Anführer Patrick, eine der besten Spezialeinheiten der Welt. Normalerweise arbeiten sie im Verborgenen, doch diesmal ruht die Hoffnung einer ganzen Nation auf ihnen. Ihre Jagd führt sie von Afghanistan und exterritorialen Geheimgefängnissen der CIA ins Grenzgebiet Pakistans.
Bigelows ungeschönte Kriegschronik legt nahe, dass durch Folter gewonnene Erkenntnisse zwar Verwendung fanden, aber nicht den Durchbruch brachten. Der entscheidende Faktor war aus ihrer Sicht die Recherchearbeit einer CIA-Agentin. Der Titel "Zero Dark Thirty" steht für die militärische Zeitangabe 0.30 Uhr, jenen Moment, als der Angriff der Navy Seals begann.
Der Film verbindet auf kunstvolle Weise investigatives Drama mit Action-Elementen. Regisseurin Kathryn Bigelow gewann 2010 mit "Tödliches Kommando – The Hurt Locker" als erste Frau den Regie-Oscar. Der Film brachte auch dem Journalisten Mark Boal einen Oscar, der hier erneut das Drehbuch schrieb, basierend auf intensiven Recherchen und Interviews mit Beteiligten der Operation.