"5 בספטמבר" סרט עלילתי מותח ומרתק על מתקפת הטרור באולמפיאדת מינכן 1972, והדרמה שהתחוללה באולפן חדשות הספורט ששידר את האירועים בשידור חיי לכל העולם.
במרכז הסיפור נמצא ג'ף (ג'ון מגארו), מפיק צעיר ושאפתן שמנסה להוכיח את עצמו לבוס שלו, מפיק הטלוויזיה האגדי רון ארלידג' (פיטר סרסגארד). יחד עם המתרגמת הגרמנייה מריאן (לאוני בנש) והמנטור שלו מרווין בדר (בן צ'פלין), ג'ף לוקח באופן בלתי צפוי את המושכות על מה שיהפוך לאחד מהשידורים החיים המותחים בהיטוריה. כאשר הנרטיבים משתנים, הזמן מתקתק, ושמועות סותרות מתפשטות וחייהם של החטופים תלויים על חוט השערה. ג'ף מתלבט בין החלטות קשות בעודו מתמודד עם מצפונו המוסרי.