«5 de septiembre» desvela el momento decisivo que cambió para siempre la cobertura de los medios de comunicación y que sigue influyendo hoy en día en las noticias en directo. Ambientada en los Juegos Olímpicos de Munich de 1972, la película sigue a un equipo de retransmisión deportiva estadounidense que se adaptó rápidamente de la información deportiva a la cobertura en directo de los atletas israelíes tomados como rehenes. A través de esta lente, «5 de septiembre» ofrece una nueva perspectiva de la retransmisión en directo vista en todo el mundo por unos mil millones de personas en aquel momento.

En el centro de la historia está Geoff (John Magaro), un joven y ambicioso productor que se esfuerza por demostrar su valía a su jefe, el legendario ejecutivo de televisión Roone Arledge (Peter Sarsgaard). Junto con la intérprete alemana Marianne (Leonie Benesch) y su mentor Marvin Bader (Ben Chaplin), Geoff toma inesperadamente el timón de la cobertura en directo. A medida que cambian los relatos, pasa el tiempo y se extienden rumores contradictorios, con la vida de los rehenes pendiendo de un hilo, Geoff se enfrenta a decisiones difíciles y a su propia brújula moral.