Léon, immigré italien dans la grande ville, y est devenu tueur à gages. Méticuleux, redoutablement efficace, insaisissable, aimant boire du lait et s’occuper de sa plante, il a pour voisins de palier une famille dont le père trafique de la drogue pour le compte de Malky et de Stansfield, un fou furieux. Mécontents d’une livraison « coupée », et après ultimatum, ceux-ci font irruption dans l’appartement et massacrent père, mère, fille aînée ainsi que le garçonnet de cinq ans. Descendue effectuer des achats, la fille cadette, Mathilda, douze ans, survient alors et comprend tout. Pour échapper aux tueurs qui la traquent, elle frappe, en larmes, à la porte de Léon : celui-ci l’abrite pour la protéger mais entend se débarrasser d’elle au plus vite.
Elle s’accroche à lui, trouve mots et arguments pour l’émouvoir. Elle veut devenir « nettoyeuse » comme lui pour venger son petit frère, le seul qu’elle aimait. En échange de ses leçons, elle s’occupera du ménage et de la cuisine. De guerre lasse, il accepte, l’initie, lui édicte ses règles (« jamais les femmes ni les enfants »), tandis qu’ils s’installent à l’hôtel dans un autre quartier. Découvrant les premiers émois véritables de la vie, elle se dit vite amoureuse de lui.
Revenue chez elle pour y récupérer l’argent caché par son père. Mathilda surprend Stansfield en train de s’expliquer avec les policiers chargés de l’enquête, dont elle a déjoué la surveillance. Elle découvre qu’il est un de leurs collègues, et le suit jusqu’à l’immeuble de la police, où elle s’introduit avec un sac bourré d’armes. Stansfield la surprend : elle n’est sauvée que par l’intervention de Léon. Pour les retrouver, Stansfield menace l’indicateur Tony, patron d’un restaurant italien et seul ami de Léon. Celui-ci lui a confié son argent, lui faisant promettre de le reverser à Mathilda, s’il lui arrivait quoi que ce soit.
Deux cents policiers assiègent le logement de Léon. Plusieurs d’entre eux vont périr sous les coups du tueur avant que celui-ci rende l’âme, entraînant Stansfield avec lui dans la mort. Grâce à l’argent de Léon, Mathilda poursuivra ses études dans une institution privée.