Cuando Marv (Mickey Rourke) despierta está inconsciente al lado de una carretera. Está rodeado de cadáveres y no recuerda cómo es que llegó hasta ahí. Sus últimas memorias son de haber defendido a un indigente de cuatro malandrines que lo golpeaban y lo querían quemar en un bar. A partir de esta memoria y al igual que en la primera parte, la cinta narra episodios en la vida de diversos personajes. A algunos los conocemos de la primera parte; otros son nuevos: el policía John Hartigan (Mickey Rourke) se reúne con Nancy (Jessica Alba) en el antro en el que trabaja; Dwight McCarthy (Josh Brolin) es buscado por su amante, Ava Lord (Eva Green), para que le ayude a deshacerse de su marido; Johnny (Jospeh Gordon-Levitt) busca acabar con el villano más peligroso de la ciudad y en el camino se topará con una bailarina exótica llamada Marcy (Julia Garner) que le robará más que el corazón…Sin City: Una dama por la cual mataría es la continuación de Sin City: Ciudad del pecado.
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