Argumento: Los Ángeles, años 1947. Tras el hallazgo en un solar del cadáver descuartizado de una mujer joven, el médico forense dictamina que, antes de morir, fue torturada durante días. Un periodista bautiza a la víctima como "La Dalia Negra" por su manera de vestir. Dos policías, Bucky Bleichert (Josh Hartnett) y Lee Blanchard (Aaron Eckhart), amigos y antiguos boxeadores se encargan del caso. Ambos además tienen otra cosa en común: están enamorados de la misteriosa Kay Lake (Scarlett Johansson), antigua novia de un gángster...
