Główny wątek filmu opowiada o losach Marva, twardego jak skała ulicznego wojownika, który zawsze robi to, co chce. Pewnego dnia spotyka na swej drodze piękność o imieniu Goldie. Spędzają razem noc, lecz rankiem Marv znajduje ją martwą w łóżku. Przeczesze całe miasto, aby pomścić śmierć jedynej osoby, która obdarzyła go odrobiną miłości.
Kolejny wątek to historia Dwighta, prywatnego detektywa, który nieustannie wpada w tarapaty, choć usilnie stara się ich unikać. Po przypadkowym zabójstwie gliniarza w Starym Mieście, Dwight zrobi wszystko, co w jego mocy, by chronić swoje przyjaciółki – królowe nocy.
Wreszcie jest tu opowieść o Johnie Hartiganie – ostatnim uczciwym gliniarzu w Sin City. Pragnie odejść ze służby z hukiem. Mimo że do przejścia na emeryturę została mu godzina, postanawia uratować jedenastoletnią dziewczynkę z rąk sadystycznego syna senatora… co przynosi nieoczekiwane skutki.
Gwiazdorska obsada Sin City obejmuje takie nazwiska, jak: Bruce Willis, Benicio Del Toro, Mickey Rourke, Clive Owen, Elijah Wood, Jessica Alba, Rosario Dawson, Michael Clarke Duncan, Carla Gugino, Josh Hartnett, Michael Madsen, Jaime King, Brittany Murphy, Nick Stahl, Marley Shelton, Powers Booth i Rutger Hauer. Producentem filmu jest Elizabeth Avellan, a producentami wykonawczymi – Bob Weinstein i Harvey Weinstein.
