Seberg er basert på ekte hendelser i livet til Jean Seberg (Kristen Stewart), filmstjernen fra Til siste åndedrag og Den nye franske bølgen. På slutten av 1960-tallet ble hun forfulgt av FBI fordi hun støttet borgerrettighetsbevegelsen og hadde et forhold med blant andre Hakim Jamal (Anthony Mackie). I Benedict Andrews’ noir-aktige thriller blir Sebergs liv og karriere ødelagt av Hoovers omfattende overvåkning og trakassering i et forsøk på å kue og undergrave Sebergs aktivisme.