Ce film raconte l'histoire de quatre personnes au sein de la ville de Sin City, envahie par les criminels de tous bords : Hartigan, qui a juré de protéger Nancy, une strip-teaseuse dont il est tombé amoureux, Marv, un marginal brutal et philosophe, qui veut venger la mort de sa fiancée Goldie, Dwight, amant secret de Shellie, qui passe ses nuits à protéger Gail et les filles des bas quartiers contre Jackie Boy, le flic pourri et incontrolable... Certains ont soif de vengeance, d'autre cherche la rédemption. Quoiqu'il leur arrive, bienvenue à Sin City, la ville de tous les vices.