La vie dorée de Joanna Archer, héritière d'un magnat des casinos de Las Vegas, a volé en éclats l'année de ses seize ans. E la suite d'une violente agression, elle a échappé de peu à la mort, mais est restée marquée à jamais. Obsédée par sa soif de vengeance, la jeune photographe sillonne les rues sordides du Las Vegas nocturne à la recherche de ses agresseurs. Mais les rues de Sin City voient s'affronter les forces de l'ombre et de la lumière dans un combat sans merci.
Joanna va se trouver malgré elle au coeur de cette lutte ancestrale, car une prophétie annonce la venue d'une guerrière mystique qui fera pencher la balance du côté de la Lumière, et il se pourrait bien que ce soit elle.