Zero Dark Thirty vertelt het verhaal van de Amerikaanse zoektocht en uiteindelijk doding van Al Qaida's terroristenleider Osama Bin Laden door het Navy Seal Team Six. Op basis van een uitgebreid onderzoek, waarbij toegang tot vermeende geheime informatie is verkregen, volgen we de klopjacht op Bin Laden. Hierbij wordt de nadruk gelegd op de tijd in de aanloop naar zijn dood in Pakistan.