De film gaat over V, een geheimzinnige man met een Guy Fawkesmasker. Hij is een vrijheidsstrijder. De film begint dan ook met Guy Fawkes die probeert het Palace of Westminster op te blazen en met de tekst uit een lied van het “Buskruitverraad”. De hele film blijft V anoniem, iemand van het volk, zonder zelf als persoon bekend te zijn.
In de nabije toekomst wordt Groot-Brittannië geregeerd door een totalitaire regering onder leiding van de fascistische Norsefire-partij. Evey Hammond is een jonge vrouw die werkzaam is bij het door de staat gerunde Britse Television Network en wordt van een poging tot verkrachting door de leden van de geheime politie gered door een persoon met een Guy Fawkes-masker die bekendstaat als “V”. Hij leidt haar naar een dak om de vernietiging van Old Bailey te zien. Norsefire probeert het incident als zogenaamde gecontroleerde sloop goed te praten, omdat het gebouw niet langer structureel gezond was, maar de volgende dag neemt V de staatstelevisie over en meldt dat het een leugen was. Hij dringt er bij de mensen van Groot-Brittannië op aan om zich te verzetten tegen het onderdrukkende regime en hem over een jaar op 5 november te ontmoeten buiten het parlementsgebouw waarvan hij belooft het te zullen vernietigen. Evey helpt V te ontsnappen, maar ze raakt buiten bewustzijn.
V brengt Evey naar zijn schuilplaats, waar haar verteld wordt dat ze ondergedoken moet blijven, voor haar eigen veiligheid. Nadat ze verneemt dat V overheidsfunctionarissen doodt, ontsnapt ze naar het huis van een van haar meerderen, Gordon Dietrich. Dietrich heeft een comedy tv-show en op een nacht maakt hij grappen over de overheid. De geheime politie valt binnen bij Dietrich en arresteert hem en Evey. Ze wordt opgesloten en dagenlang gemarteld om informatie over V te verkrijgen. Ze vindt troost in de notities die schijnbaar enige jaren geleden geschreven zijn door een andere gevangene, een actrice met de naam Valerie Page, die gearresteerd werd omdat zij een lesbienne was. Ten slotte wordt Evey verteld dat ze meteen worden geëxecuteerd tenzij zij de locatie van V onthult. Een uitgeputte maar uitgedaagde Evey zegt dat ze liever sterft, en wordt vrijgelaten. Evey ontdekt dat ze al die tijd in het hol van V was en dat haar gevangenisstraf geënsceneerd was om haar te bevrijden van haar angsten. De notities waren echt, maar aan V doorgegeven toen hij op dezelfde manier gevangen zat. Hoewel Evey V aanvankelijk haat voor wat hij haar aandeed, beseft ze dat ze zich nu sterker voelt en vrij van geest is. Ze verlaat hem met een belofte om terug te keren vóór 5 november.
Inspecteur Finch, het hoofd van de politie bij Scotland Yard, ontdekt in de loop van zijn onderzoek hoe Norsefire aan de macht kwam en hij komt achter het bestaan van V. Veertien jaar eerder waren de Verenigde Staten ingestort als slachtoffer van hun eigen per ongeluk ontketende biologische wapen. Groot-Brittannië leed onder de daaruit voortvloeiende chaos. Norsefire leidde een reactionaire poging de orde te herstellen en vaak verdwenen hierbij “vijanden van de staat”. Het land was verdeeld over het verlies van de vrijheid totdat een terroristische biologische aanval, gericht op een school, een waterzuiveringsinstallatie en een metrostation, veel mensen doodde. De angst die door deze aanvallen ontstond maakte het voor Norsefire mogelijk de volgende verkiezingen te winnen en alle oppositie het zwijgen op te leggen, en veranderde Groot-Brittannië in een totalitaire staat onder de Hoge Kanselier Adam Sutler. Een remedie voor het virus werd ontdekt door een farmaceutisch bedrijf met banden met Norsefire.
Finch begint zich te realiseren dat Sutler en zijn hoofd beveiliging Peter Creedy de ramp zelf op touw hebben gezet om aan de macht te komen. Het virus was ontwikkeld met dodelijke experimenten op “mensen met afwijkend sociaal gedrag” en politieke dissidenten in een detentiecentrum in Larkhill. In tegenstelling tot de rest van de gevangenen kreeg V meer capaciteiten. Toen het centrum werd verwoest, ontsnapte hij.
Wanneer 5 november nadert veroorzaken diverse acties van V chaos in Groot-Brittannië en onder de bevolking groeit meer vijandigheid tegenover Norsefire. Hij stuurt minstens 100.000 Guy Fawkes-maskers naar de mensen. Aan de vooravond van 5 november bezoekt Evey V, zoals ze beloofd had. Hij laat haar een trein zien die hij heeft gevuld met explosieven in de verlaten Londense metro om het Parlement te vernietigen. Hij laat het aan Evey over het te gebruiken, omdat hij vindt dat hij niet geschikt is om de beslissing zelf te nemen.
V vertrekt vervolgens om Creedy te ontmoeten. Creedy kwam onder toenemende kritiek te staan van Sutler door zijn onvermogen om V gevangen te nemen. Uit angst voor zijn leven stemt hij er mee in Sutler naar V te brengen, in ruil voor de uitlevering van V. Creedy doodt Sutler voor de ogen van V, maar V weigert zich over te geven en wordt meerdere malen door Creedy’s Pretoriaanse Garde beschoten. V overleeft het, deels door zijn verborgen borstpantser, en doodt Creedy en zijn mannen. Dodelijk gewond bereikt V Evey om haar te bedanken, en sterft in haar armen.
Ze plaatst zijn lichaam in de trein en wordt daar door Finch gevonden. Finch heeft veel geleerd over de corruptie van het Norsefire-regime en laat Evey de trein op weg sturen. Duizenden Londenaren marcheren, terwijl ze Guy Fawkes-maskers dragen, anoniem en ongewapend naar het Parlement om het evenement te bekijken. Omdat Sutler en Creedy dood zijn, zijn ze niet in staat om orders te geven aan de militairen die op straat recht tegenover de burgerlijke opstand staan. Iedereen ziet, net als Evey en Finch, hoe het parlement vernietigd wordt, waarmee V een Vikingbegrafenis krijgt. Het volk loopt vervolgens dwars door de grote groep van militairen heen, waarmee het volk de macht terug heeft en de film eindigt.