Manhunt es la historia real de cómo el asesinato en 2004 de la ciudadana francesa Amelie Delagrange en Twickenham Green fue finalmente vinculado con el asesinato en 2003 de Marsha McDonnell y el secuestro y asesinato en 2002 de Milly Dowler mientras viajaba a casa de la escuela. Caminando a casa después de una noche con amigos, Amelie, de 22 años, fue atacada salvajemente y golpeada varias veces en la parte posterior de la cabeza con un martillo. Aunque relativamente experimentado en investigación de asesinato, el DCI Colin Sutton fue asignado al caso por la Policía Metropolitana de Londres. Trabajador e instintivo, Sutton se dedicó a encontrar al asesino de Amelie. A pesar de muy poca evidencia, su enfoque cuidadoso y la diligencia de sus compañeros oficiales gradualmente llevaron a avances en el caso.

Desde su cabaña remota en las montañas, entre los años 1978 y 1995, el matemático y terrorista Theodore Kaczynski (Paul Bettany), apodado "Unabomber", envió por carta 16 bombas a diferentes objetivos, como protesta por la sociedad moderna y la destrucción de la naturaleza. Las bombas de Kaczynski mataron a tres personas e hirieron a otras 23. El agente del FBI Jim Fitzgerald (Sam Worthington), experto criminalista y en perfiles criminales, intentará desvelar la identidad de asesino. Un manifiesto escrito por el terrorista y enviado al The New York Times será clave para ahondar en su perturbada mente a partir del lenguaje y las expresiones que utiliza.