A 2005-ös Sin City folytatásában a város notórikus figuráinak útjai ismét keresztezik egymást.
Dwight McCarthy (Josh Brolin) belső démonaival küzdve próbálja kontroll alatt tartani magát, mígnem felbukkan egy régi szeretője Ava Lord (Eva Green), aki a segítségét kéri millárdos férje Damien Lord (Marton Csokas) ellen. Ava valódi szándékai azonban sokkal sötétebbek ennél…
Marv (Mickey Rourke) egy autópályán, halott fiatalokkal körülvéve nyeri vissza eszméletét, de fogalma sincs, hogy került oda és mi történt.
Johnny (Joseph Gordon-Levitt), egy pimasz szerencsejátékos, aki város leggonoszabb emberét akarja megsemmisíteni, azonban nem a jó embert kapja el, és az események innen sokkal rosszabbra fordulnak.
John Hartigan (Bruce Willis) öngyilkossága után a új keménységre szert tett Nancy Callahan (Jessica Alba) belekeveredik egy szenátor meggyilkolásába.