Sin City est une ville pleine de criminels, d'agents corrompus et de femmes sexy. Dans cette ville, nous suivons l'histoire de trois hommes. Marv (Mickey Rourke), qui cherche à se venger de l'assassinat de sa fiancée (Jaime King) . Hartigan (Bruce Willis), un flic à la veille d'être pensionné mais qui ne souhaite pas laisser sa protégée (Jessica Alba) à son sort. Et Dwight (Clive Owen) qui passe ses nuits à protéger Gail (Rosario Dawson) contre l'agent corrompu Jack (Benicio Del Toro).