"5 בספטמבר" חושף את הרגע המכריע ששינה לנצח את אופן הכיסוי התקשורתי, וממשיך להשפיע על החדשות גם היום.
הסרט מתרחש במהלך אולימפיאדת הקיץ במינכן ב-1972, ועוקב אחרי צוות שידור ספורט אמריקאי שעבר במהרה מכיסוי ספורט לשידור חי של הספורטאים הישראלים שנחטפו.
דרך מבט זה, "5 בספטמבר" מספק זווית חדשה על השידור החי שנראה ברחבי העולם על ידי כמיליארד אנשים באותה תקופה.
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 ההגה של השידור החי. כאשר הנרטיבים משתנים, הזמן מתקתק, ושמועות סותרות מתפשטות, כאשר חייהם של החטופים תלויים על חוט השערה, ג'ף מתלבט בין החלטות קשות בעודו מתמודד עם מצפונו המוסרי.