ニューヨークの法廷で殺人事件の審理が終わった。被告は17歳の少年で、日頃から不良といわれ、飛び出しナイフで実父を殺した容疑だった。12人の陪審員が評決のため陪審室に引きあげてきた。夏の暑い日で彼らは疲れきっており、早く評決を済ませ家に帰りたがっていた。第1回の評決は11対1で有罪が圧倒的、しかし、判決は全員一致でなければならなかった。無罪は第8番（ヘンリー・フォンダ）ただ1人。彼は不幸な少年の身の上に同情し、犯人かもしれないが有罪の証拠がないといった。第3番（リー・Ｊ・コッブ）が証拠を読みあげた。殺人の行われた部屋の真下に住む老人が、当日の夜、少年が“殺してやる！”と叫んだのを聞いた。その直後、老人は逃げていく少年の姿を廊下でみかけた。警察は被害者の胸に飛び出しナイフが刺っているのを発見した。逮捕された少年はその時間に映画を見ていたという。だがその題名は思い出せなかった。第10番（エド・ベグリー）は殺人現場の向う側に、高架鉄道をはさんで住んでいる婦人が、折から通過した回送電車の窓越しに、犯行を目撃した事実を指摘した。第6番（エドワード・バインス）は親子の仲が日頃から悪いことを重要視した。これに対し第8番はこれらの証言にも、万が一間違いがあるかもしれないと反駁した。陪審員たちは凶器のナイフを再検討した。被告はナイフを買ったことは認めたが、落としてなくしたという。警察は形が特別なもので、被告のものが凶器だと主張した。第8番は同形のナイフを自分のポケットから取り出した。この効果はあった。2度目の評決で第9番目（ジョセフ・スウィニー）が無罪に変わった。味方を得た第8番は、証言の不確かさを次々と反駁していった。第11番（ジョージ・ヴォスコヴェク）は少年が犯人なら、なぜ捕まるとわかっている自宅に帰ったのかと疑った。3回目の評決がとられた。無罪が4人に増えた。第2番（ジョン・フィードラー）が傷口のことにふれた。第5番（ジャック・クラグマン）は飛び出しナイフなら傷口の角度が逆だという。第8番の科学的な分析と、粘り強い説得で、第7番（ジャック・ウォーデン）、第1番（マーティン・バルサム）と第12番（ロバート・ウェバー）が無罪の側についた。いまだに有罪を主張するのは頑固な第3番と、第4番（Ｅ・Ｇ・マーシャル）と狂信的な第10番だけ。その時、第9番は第4番のかけている眼鏡から思いつき、証人の女が近眼で、彼女の証言は信ぴょう性に欠けると指摘した。有罪は第3番だけになった。彼は自分の意見を述べた。だがそれは、被告の少年を自身と不仲の息子に重ねた個人的な恨みであることが露呈し、遂に彼は敗北を認めた。評決は全員一致で無罪となった。外に出た12人は、互いの名前も知らずに、夕立のやんだ街の中へと散っていった。