どこからともなく、ならず者たちが集う街シン・シティ。ストリップバーの看板ダンサーのナンシー(ジェシカ・アルバ)は、なまめかしいダンスで男たちを癒やしながら愛していた刑事ハーティガンに死をもたらした街の支配者ロアーク上院議員(パワーズ・ブース)に復讐(ふくしゅう)するチャンスをうかがっていた。だが、ロアークは手段を尽くして力を拡大、さらに悪女エヴァ(エヴァ・グリーン)の登場で街の腐敗は加速していく。そんな中、ギャンブラーのジョニー(ジョセフ・ゴードン=レヴィット)がロアークにポーカーで勝負を挑む。