La primera escena que da comienzo a esta película transcurre en una terraza. Una jóven con ojos verdes y vestido rojo (son los únicos colores que destacan entre todo el blanco y negro) ha salido de la fiesta a tomar el aire, se le acerca un chico y empieza a hablar con ella. Ella dice que quiere huir, el dice que la ama, que irá con ella, la abraza y le dispara. Al día siguiente cobrará el cheque, ya nunca sabrá de lo que huía.
Esta historia es relativa al resto de la película.
En una ciudad en la que la ley se mueve por corrpución y violencia, el hijo del senador está a punto de violar a la flaca y dulce Nancy, una niña de 9 años. Hartigan, un policía a punto de jubilarse quiere salvarla antes de que que esto suceda, él sabe que el hijo del senador las viola y luego las mutila. Va con otro policía que le impide cumplir con su obligación, lo deja inconsciente y va a por Nancy. El hijo del senador y sus guardaespaldas están en un edificio abandonado al lado del puerto. Hartigan se encuentra a unos guardaespaldas con incontinencia verbal, son odiosos, los deja inconscientes, luego se enfrenta contra el hijo del senador, le quita su arma, las dos y rescata a Nancy. Cuando está a punto de irse con la niña, el policía al que antes dejó inconsciente le dispara en un brazo, Nancy le dice a Hartigan que le quiere, Hartigan cierra los ojos
Marv se despierta en una cama con forma de corazón, Goldie, una mujer que conoció la noche anterior esta fría y rígida. Alguien llegó en medio de la noche y la mató. La única persona que se había portado bien con Marv, que había sido amable con él. Marv quiere vengarse, ha encontrado sentido a su vida, su misión es vengarse y matar a quien mató a Goldie. Unos policías entran, le han tendido una emboscada para que piensen que fué él el asesino, consigue escapar. Visita a su agente de libertad condicional, Lucille, una chica lesbiana que le proporciona su medicación.
Busca al culpable del asesinato de Goldie, tortura a gente para que confiese y encuentra el paradero del asesino. Solo tiene una cara y un nombre, Kevin.
Trata de luchar contra él, pero no puede, es muy ágil y no hace ningún tipo de ruido o sonido. Marv es encerrado en una habitación llena de cabezas e prostitutas colgadas en la pared, en esa habitación se encuentra Lucille, la cual le falta una mano que Kevin anteriormente se comió mientras le olbigaba a mirar. Consiguen escaparse pero aparece la policía que asesina a Lucille.
Marv, después de darles una paliza llega a Old Town, la parte vieja de la ciudad en la que la ley está rigida por las chicas que la habitan. Marv cree haber visto a Goldie, trata de hablar con ella pero lo atropella. Se despierta atado a una silla, rodeado por unas prostitutas, entre ellas Wendy, la hermana gemela de Goldie. Marv habla con Wendy y vuelven a la granja de Kevin para vengarse. Marv esta vez hace las cosas bien, cuando Kevin le va a atacar lo esposa a su brazo y se encarga de él. Le corta piernas y brazos atándole y luego se lleva su cabeza. Se la lleva al cardenal Roark, le hermano del senador, es el hombre más poderoso de Sin City y el que guió a Kevin. Roark le cuenta como conoció a Kevin:
Era un pobre cordero descarriado, un demente, que se comía a las personas y con ellas su alma. Roark admite que también comió con él. Comían personas a las que nadie echaría de menos, como prostitutas. Roark agarra la cabeza de Kevin y mira al cielo, sabe que le ha llegado su hora. Marv lo mata a golpes, llega la policía y lo encierran.
Lo condenan a la silla eléctrica y muere.
Shellie es una joven camarera, que está siendo acosada por Jackie Boy, un maleante. Él va con sus cuatro amigos a llamar a su casa, Jackie entra y pega a Shellie por insultarle. Jackie se mete en el baño y allí Dwight, el novio de Shellie lo ahoga en el váter y le obliga a irse. Jackie y los chicos se van y Dwight les sigue preocupado de que dañen a alguien. Jackie se dirije a Old Town, el barrio de las prostitutas. Siguen en coche a Becky, una prostituta que pasa de ellos, Jackie le saca la pistola y le obliga a subir al coche, entonces Miho, una prostituta ninja, que estaba subida a una azotea asesina a los amigos de Jackie con katanas y a este le corta una mano. Jackie Boy sale del coche y apunta con una pistola a Miho que tapa la boquilla de esta con una pieza de metal. Dwight le advierte de que no dispare porque la pistola está atascada, Jackie no le hace caso y cuando dispara se le clava la parte superior de la pistola en la frente. Miho lo remata con un corte ligero en el cuello.
Cuando las chicas van a buscar dinero en sus carteras descubren que Jackie Boy era un policía. Las chicas en Old Town pueden cargarse a quien quieran menos a la policía, están en problemas. Dwight se lleva el cadáver de Jackie Boy en coche para tirarlo en los pozos de petróleo. Pero Beckie los traiciona y avisa a la mafia que le había ofrecido dinero y amenazado con matar a su madre. Dwight es atacado y se llevan la cabeza de Jackie, tambien atrapan a Gail, la lider de las prostitutas y antigua amante de Dwight. Miho rescata a Dwight y luego le roban la cabeza de Jackie a los mafiosos. Hacen un pacto con su lider de intercambiar a Dail por la cabeza. Cuando van a hacer el intercambio se situan en una calle sin salida en Old Town, le entregan la cabeza que tenía un explosivo dentro y todas las chicas disparan a la mafia desde todos lados, azoteas, balcones...etc
Así evitan que el asesinato de Jackie Boy saliera a la luz
