Sin City är den våldsamma staden där polisen är korrupt och gatorna dödligt farliga. Vi får tre sammanvävda historier där vi får möta Marv som letar efter den som mördade Goldie. En kvinna han tillbringade en kärleksnatt med och som han sedan fann död bredvid sig i sängen morgonen efter. Dwight som kallhjärtat utnyttjats av en manipulativ kvinna och söker hämnd och Hartigan en polisman som snart ska gå i pension och som är misstänkt för ett brott han inte begått.