Los Angeles, 1949. Impiedoso, o rei do crime Mickey Cohen (Sean Penn), nascido no Brooklyn, comanda a cidade recebendo os lucros desonestos das drogas, armas e prostituição e, se tudo ocorrer conforme ele deseja, de todas as apostas feitas a oeste de Chicago. E faz tudo isso não apenas com a proteção de seus capangas, mas também de policiais e políticos sob o seu controle.

É o suficiente para intimidar até o mais corajoso e durão dos policiais... com exceção, talvez, de um pequeno e secreto grupo de fora do departamento de polícia da cidade de Los Angeles liderado pelo Sargento John O'Mara (Josh Brolin) e Jerry Wooters (Ryan Gosling), que se unem para tentar colocar um fim em Cohen.

"Caça aos Gângsteres" é uma releitura dos eventos envolvendo os esforços da polícia de Los Angeles para livrar a nova cidade do comando de um dos chefões da máfia mais perigosos de todos os tempos. O roteiro é de Will Beall (da série de TV Castle) e foi baseado na série de artigos de Paul Lieberman intitulada "Tales From the Gangster Squad".