这是一个发生在纽约大都会里的故事。从意大利来到纽约谋生的莱昂是个孤独的雇佣杀手，他住在一所公寓里，当他以杀手的身份出现时，冷静而神秘，杀人手法令人热血沸腾。但当他卸下杀手面具时，则又回归成为平凡的市井小民，简单到连基本的身份证、银行账号都没有。总之，他是个具有双重身份的人。
12岁的玛蒂尔达住在莱昂的隔壁，她的父亲没有正式工作，是警察的线人。在为警察提供了一次线索后，他贪污了一小包毒品，本以为自己做得天衣无缝，却没想到因此而埋下了祸根。
这天早上，玛蒂尔达去商店买东西。警探斯坦带着手下人来了，斯坦是警界的败类，有些神经质，是个比毒贩子和杀手更可怕的人物。玛蒂尔达的父亲矢口否认自己贪污了毒品，盛怒之下的斯坦命令手下人枪杀了玛蒂尔达的全家，她的爸爸、妈妈、姐姐，甚至连小弟弟也没有被放过，一家人倒在血泊中。
玛蒂尔达买完东西回来了，她所特有的敏感使她觉出了气氛的异常，她聪明地没有走进自己的家，在经过家门口的时候，她震惊地发现家人全死了。于是她敲开了邻居莱昂的门，躲过了杀身之祸。
家人的惨死让玛蒂尔达悲伤不已。无意间，她发现了莱昂的杀手身份，于是她要莱昂收下自己做一个小杀手——“清洁工”。她同莱昂住在了一起，她帮莱昂管家，并教他识字，莱昂则教玛蒂尔达怎样用枪。玛蒂尔达逐渐发现自己爱上了莱昂，而莱昂也对玛蒂尔达产生了一种强烈的保护欲，就这样，两个人的心紧紧地贴在了一起。
一个偶然的机会，玛蒂尔达发现了斯坦的行踪，并贸然报仇，反倒被抓住。幸亏莱昂及时赶到，一阵枪战之后，他救回了玛蒂尔达。为了尽量少惹麻烦，莱昂和玛蒂尔达决定搬家，他们收拾了简单的东西，还抱上了莱昂最喜爱的绿萝。
他们的行踪一直受到警界的注意，斯坦更是下定决心要除掉他们两人以断绝后患。玛蒂尔达又一次落到了恶魔的手里，莱昂全副武装地来到警局，再次救出了她。警局里燃起了熊熊大火，为了不引人注意，莱昂要玛蒂尔达通过通风管道逃生，而自己则从另一楼梯下去。玛蒂尔达要和莱昂守在一起，莱昂最终说服了她，并将他的绿萝托付给了玛蒂尔达。
在浓烟中，莱昂化装成警察，带上了防毒面具。正当他快要走出警局时，却不料被迎面而来的斯坦撞了个正着，敏感的斯坦认出了他，向他射出了子弹，莱昂倒了下去。然而就在最后一刻，他躺在地上，对着洋洋得意的斯坦掀开了自己的衣服，露出了绑在身上的重磅炸弹，最后，在他的“记着玛蒂尔达的问候”声中，炸弹爆炸了……
玛蒂尔达顺着通风口来到了街上，她知道莱昂已经身遭不测，她没有回头，一直向前走去，脸上滴落着两行热泪……
玛蒂尔达最后进了福利院，她一直随身带着莱昂的绿萝，在一片和煦的阳光中，她把绿萝种进了泥土里。
