Dos detectives ex boxeadores - Lee Blanchard y Bucky Bleichert -son los encargados de investigar la muerte de la ambiciosa Betty Ann Short, actriz de películas de serie B conocida como "La Dalia Negra", en un ataque tan espeluznante que se prohibió la publicación de las imágenes del asesinato. Mientras la creciente preocupación de Blanchard por la investigación pone en peligro su relación con Kay, su compañero Bleichert se siente atraído por la enigmática Madeleine Linscott, perteneciente a una de las familias más destacadas de la ciudad que por casualidad tiene un vínculo sospechoso con la víctima.

Un policía de Los Angeles que sufre de insomnio es llamado a un pequeño pueblo de Alaska para ayudar a encontrar un asesino, y accidentalmente dispara a su propio compañero mientras intenta aprehender a un sospechoso. Los eventos se agravan y el detective encuentra su propia estabilidad en el peligro.