Sin City: The Hard Goodbye de Frank Miller raconte l’histoire de Marv, un ancien tueur militaire psychotique et défiguré vivant dans une ville décadente et corrompue. Marv est accusée du meurtre de la belle prostituée Goldie, et ressentant un lien avec elle bien qu’ils n’aient partagé qu’une nuit ensemble, Marv part à la recherche de son assassin. Marv est à la fois chasseur et traqué alors qu’il retrace le meurtre à travers Sin City jusqu’à un cardinal corrompu et un tueur en série cannibale qui s’attaque aux prostituées de la ville. Marv se venge, bien qu’il le paie sur la chaise électrique.
Alors que l’histoire commence, Marv se demande pourquoi l’angélique Goldie accepterait de coucher avec lui. Il ne veut cependant pas poser de questions et détruire le petit coin de paradis qu’il a trouvé dans l’enfer qu’est Sin City. Il se saoule avec elle, fait l’amour avec elle et s’endort avec elle. Trois heures plus tard, il est réveillé et Goldie est mort. Avant que Marv n’ait le temps de comprendre ce qui s’est passé, il entend des sirènes au loin. Les flics sont en route. Marv se fraye un chemin et disparaît dans les rues de Sin City.
Goldie est l’ange de Marv, la seule femme qui a été gentille avec lui et s’est donnée à lui. Il jure de se venger de celui qui l’a tuée. Il se rend chez sa mère et récupère son arme, et là il découvre que des hommes se sont approchés, demandant de ses nouvelles. Marv sait que celui qui l’a piégé est probablement à sa recherche, alors il se rend dans un bar et répand l’idée qu’il s’est saoulé et qu’il parle de vengeance.
La prochaine chose que sait Marv, deux assassins viennent après lui. Marv les torture et les tue, obtenant le nom de la personne qui l’a envoyé. Ils sont trop négligents pour être le meurtrier qu’il recherche, celui qui a tué Goldie. Marv suit finalement la piste jusqu’à un prêtre, et il pense que le nom que le prêtre lui donne ne peut pas être correct : Roark, membre de la famille dirigeante de Sin City, et cardinal de l’église.
Marv suit la piste jusqu’à une ferme à l’extérieur de la ville, où il trouve un cannibale tueur en série, qui mange des femmes et garde leur tête comme trophées. C’est l’homme qui a tué Goldie, mais il a également pris en otage l’agent de libération conditionnelle de Marv, Lucille, et lui a mangé la main. Marv et Lucille s’échappent, mais malheureusement les flics arrivent sur les lieux. Lucille sans méfiance est tuée par les flics corrompus, tandis que Marv s’échappe.
Sur la piste de plus d’informations, Marv trouve la sœur jumelle de Goldie, une autre prostituée nommée Wendy. Ensemble, ils incendient la ferme et Marv tue le tueur en série. Ensuite, Marv se rend chez le cardinal Roark. Le cardinal avoue avoir trouvé une euphorie spirituelle dans le cannibalisme, avec le tueur en série, et avoir tué Goldie lorsqu’elle a découvert trop d’informations. Marv torture et tue le cardinal, mais il est arrêté, jugé et mis à mort pour ses crimes. Il est obligé d’avouer avoir tué non seulement le cardinal mais aussi Goldie et les autres prostituées. Le seul réconfort de Marv avant sa mort est que Wendy vient le voir en prison et qu’il revit sa nuit avec Goldie avec sa sœur.