The Black Dahlia คือภาพยนตร์ที่เรียงร้อยเรื่องราวความหมกมุ่น, ความรัก, การคอรัปชั่น, ความละโมบ และความเหลวแหลก เข้าด้วยกันอย่างลึกลับชวนระทึก โดยศูนย์กลางของเรื่องอิงจากคดีฆาตกรรมสะเทือนขวัญปี 1947 ของหญิงสาวคนหนึ่งที่ใฝ่ฝันอยากเป็นนักแสดงในฮอลลีวู้ด เหตุการณ์ครั้งนั้นทำให้ชาวอเมริกันหวาดผวาและกระทั่งบัดนี้ตำรวจก็ยังจับ ตัวคนร้ายไม่ได้ คู่หูตำรวจอดีตนักมวย ลี แบลนชาร์ด (แอรอน เอ็กฮาร์ท) และ บัคกี้ ไบลเคิร์ท (จอช ฮาร์ทเน็ตต์) ได้รับมอบหมายให้สืบสวนคดีฆาตกรรมสาวนักแสดงที่กำลังไต่เต้าสู่ความโด่งดัง เบ๊ตตี้ แอน ชอร์ท (มีอา เคิร์ชเนอร์) หรือที่นักข่าวเรียกกันว่า “ดอกรักเร่สีดำ” (The Black Dahlia) สภาพศพของเธอสยดสยองมากจนห้ามนักข่าวนำภาพออกเผยแพร่สู่สาธารณชน
ขณะที่แบลนชาร์ดหมกมุ่นกับการสืบคดีจนมีปัญหากับ เคย์ (สการ์เล็ตต์ โจแฮนสัน)แฟนสาว ไบลเคิร์ท คู่หูของเขาก็ได้พบและหลงใหลหญิงสาวลึกลับชื่อ แมดเดอลีน ลินสก๊อตต์ (ฮิลลารี่ สแวงก์) ลูกสาวตระกูลดังที่มีส่วนเกี่ยวพันกับเหตุฆาตกรรม