Kisah nyata yang menceritakan keberanian Agen FBI Joseph "Joe" D. Pistone (diperankan oleh Johnny Depp) yang menginfiltrasi organisasi mafia New York pada pertengahan 1970-an, tepatnya pada 1978. Pada waktu itu, pemerintah Amerika Serikat menyatakan perang terhadap kejahatan terorganisasi terutama yang dilakukan kelompok mafia.
Dengan menyamar sebagai penjual intan yang bernama Donnie Brasco, Joe mendekati salah seorang anggota mafia yang bernama Benjamin "Lefty" Ruggerio (Al Pacino). Dari pertemuan mereka tersebut, Joe secara bertahap berhasil meraih kepercayaan Lefty dan persahabatan mereka pun makin berkembang. Namun tekanan dalam penyamarannya makin berat sehingga sukar ditahankan oleh Joe.
Tidak hanya itu, pekerjaan tersebut pun mengacaukan kehidupan perkawinan Joe lantaran ia harus menjauhi istrinya, Maggie Pistone (Anne Heche) dan keluarganya demi keselamatan mereka sendiri. Dualisme identitas Joe yaitu sebagai agen FBI yang bertugas menegakkan hukum dan sebagai Donnie Brasco si anggota Mafia, ternyata malah membuat Joe makin kacau dan tidak percaya siapapun.
Celakanya para mafia pun mencurigai ada pengkhianat dalam organisasinya. Tidak heran jika Joe mengalami dilema karena jika ia keluar dari penyamarannya dan masuk ke dalam program perlindungan saksi federal, maka nyawa Lefty akan terancam.
