New York, Ende der 70er Jahre: Der kleine Gangster Lefty Ruggiero arbeitet als Auftragskiller für die Mafiafamilie Bonanno. Als er den jungen Donnie Brasco kennen lernt, imponiert ihm vor allem dessen Unerschrockenheit. Doch er ahnt nicht, dass Donnie in Wirklichkeit Joe Pistone heißt und Agent des FBI ist, der einen Weg sucht, um als verdeckter Ermittler in die Kreise der Mafia einzudringen. Je länger Joe Pistone als Donnie Brasco ermittelt, desto stärker verändert er sich, und Schritt für Schritt identifiziert er sich mit seiner Rolle in der Mafiafamilie. Seine eigene Frau und seine Kinder vernachlässigt er zusehends. Währenddessen wird seine Beziehung zu Lefty, der ihn wie ein Vater behandelt, immer enger und vertrauter. Doch die Mafiabosse lassen sich nicht auf Dauer täuschen. So finden sie bald heraus, dass es einen Verräter unter ihnen geben muss. Joe Pistone alias Donnie Brasco sieht sich zum Handeln gezwungen.

Als in der Neujahrsnacht ein erneuter Mord geschieht und diese Frau eine Freundin der Tochter Bernadette des charismatischen Bürgermeisters von New York, Eamon Flynn ist, wird die Sache mehr als unangenehm für den Polizeipräsidenten Frank Starkey. Auf Druck des Bürgermeisters bleibt ihm nur ein Ausweg. Widerwillig bittet er seinen Bruder Nick um Hilfe, einen Ex-Polizisten, der wegen unorthodoxer Ermittlungsmethoden vom Dienst suspendiert wurde und nun als Ex-Profiler-"Hippie"-Star-Feuerwehrmann arbeitet und Kinder aus brennenden Gebäuden rettet. Die Politiker holen ihn medienwirksam zurück in den aktiven Dienst und schieben ihn dem mürrischen Capt. Vincent Alcoa unter, der ihn noch von früher kennt. Er richtet sich ein Büro seiner Wahl her, hat einen Assistenten ("Ed") dabei und fordert ungewöhnliches Material an. Bernadette und Nick verlieben sich, Alcoa versteckt sich.