Juni 1967. Ulrike Meinhof (Martina Gedeck), Starkolumnistin der linken Zeitschrift „konkret,“ verbringt ihren Familienurlaub in einem bürgerlichen Milieu auf Sylt. Ihr Flugblatt, in dem sie sich gegen den Deutschlandbesuch des persischen Schahs ausspricht, stößt hier auf wenig Anklang. In Berlin dagegen kommt es bei der Staatsvisite des Schahs zu Protesten. Bei der gewaltsamen Auflösung einer Demonstration vor der Deutschen Oper wird der Student Benno Ohnesorg von einem Polizisten erschossen.
Meinhofs Ehe zerbricht. Sie verlässt ihren Mann und zieht nach Berlin. Hier setzt sie sich öffentlich für die Studentenbewegung ein, die sich nach dem Tod Ohnesorgs ausgeweitet und radikalisiert hat. Als der Studentenführer Rudi Dutschke (Sebastian Blomberg) auf offener Straße angeschossen und schwer verletzt wird, nimmt auch Meinhof an den gewalttätigen Protesten gegen den Springer-Verlag teil, dessen Zeitungen monatelang gegen Dutschke agitiert hatten und von den Studenten für das Dutschke-Attentat mitverantwortlich gemacht werden. Meinhof beschleicht zunehmend das Gefühl, dass sie mit ihren Worten allein nichts bewegen kann. Sie ist fasziniert von der Konsequenz der Studentin Gudrun Ensslin (Johanna Wokalek), die gemeinsam mit ihrem Freund Andreas Baader (Moritz Bleibtreu) als Protest gegen den Vietnamkrieg ein Kaufhaus in Brand gesetzt hat. Dafür werden sie zu drei Jahren Haft verurteilt, werden jedoch frei gelassen, bis über die Revision ihrer Urteile entschieden ist.
Als Baaders und Ensslins Revision abgelehnt wird, tauchen die beiden in den Untergrund ab. Sie suchen Unterschlupf bei Ulrike Meinhof. Als Baader festgenommen wird, beteiligt sich Meinhof im Mai 1970 an dessen Befreiung und begibt sich dabei selbst in die Illegalität. Gemeinsam mit Baader und Ensslin gründet sie die „Rote Armee Fraktion“ (RAF). Die Gruppe entschließt sich zum bewaffneten Widerstand gegen den politischen Status quo in Deutschland und beschwört die Solidarität mit internationalen revolutionären Bewegungen.
Nach einer Militärausbildung in einem palästinensischen Trainingscamp in Jordanien kehrt die Gruppe nach Deutschland zurück. Hier überfallen sie Banken und verüben mehrere blutige Anschläge. Die Zahl der Toten und Verletzten steigt, ebenso die Hysterie der Medien. Der Chef des Bundeskriminalamts Horst Herold (Bruno Ganz) baut einen riesigen Fahndungsapparat auf, mit dessen Hilfe er 1972 Baader, Ensslin und Meinhof sowie die meisten Mitglieder der so genannten „ersten Generation“ der RAF festnimmt.
Die Regierung betrachtet das Terrorismusproblem als gelöst, doch erst im Gefängnis entwickeln die Gründer der RAF ihre tatsächliche politische Macht. Der Sympathisantenkreis vergrößert sich, neue Mitglieder treten der RAF bei. Durch Hungerstreiks setzt die RAF die Regierung und den Staatsapparat zunehmend unter Druck. Als das RAF-Mitglied Holger Meins (Stipe Erceg) während eines Hungerstreiks stirbt, wird am nächsten Tag Berlins oberster Richter Günter von Drenkmann in einem Racheakt erschossen. Im April 1975 besetzt das „Kommando Holger Meins“ die deutsche Botschaft in Stockholm, um die RAF-Gefangenen in Stammheim freizupressen. Die Geiselnahme endet blutig: Zwei Botschaftsangehörige werden von RAF-Mitgliedern erschossen, ein RAF-Mitglied kommt ums Leben, ein weiteres RAF-Mitglied wird schwer verletzt und erliegt wenige Tage später den Verletzungen. Alle weiteren Mitglieder des Terrorkommandos werden verhaftet.
Im Mai 1975 beginnt in Stuttgart-Stammheim der Prozess gegen Meinhof, Baader, Ensslin und Jan-Carl Raspe (Niels Bruno Schmidt). Aber während die Gründungsmitglieder der RAF nach außen hin zu politischen Ikonen geworden sind, steigen die Spannungen innerhalb der Gruppe. Im Mai 1976 wird Ulrike Meinhof erhängt in ihrer Zelle aufgefunden. Sympathisanten und RAF-Mitglieder sprechen von einem geplanten Mord durch den Staat.
Eine Spirale der Gewalt wird in Gang gesetzt, die im Herbst 1977 ihren Höhepunkt erreicht: Sechs Wochen nach der Entführung des Arbeitgeberpräsidenten Hanns Martin Schleyer wird eine Lufthansa-Maschine gekapert, um die RAF-Häftlinge freizupressen. Das Spezialkommando GSG9 befreit die Flugzeuggeiseln. Am nächsten Morgen werden Andreas Baader, Gudrun Ensslin und Jan-Carl Raspe tot in ihren Zellen aufgefunden. Hanns Martin Schleyer wird von RAF-Mitgliedern erschossen.