סיפור בדיוני על אובססיה, אהבה, שחיתות, תאוות בצע ותשוקה, הסרט מבוסס על מקרה אמיתי שזעזע את ארה"ב ב-1947. לאחר שנמצאה בצידי כביש, גופתה השחוטה של אליזבת שורט, שחקנית צעירה שניסתה למצוא את דרכה בהוליווד, פתחה משטרת לוס אנג'לס בחקירה מסועפת ומתוקשרת שעד היום לא נפתרה. שני שוטרים ומתאגרפים לשעבר, לי בלנשרד (אהרון אקהרט) ובאקי בליישרט (ג'וש הארטנט), נקראים לעמוד בראש צוות החקירה. כאשר האובססיביות שבה מנהל בלאנשרד את החקירה מסבכת את מערכת היחסים שלו עם חברתו קיי (סקרלט ג'והנסון), בליישרט מוצא את עצמו נמשך לאחת החשודות המרכזיות - מדליין סקוט (הילארי סוונק), בת לאחת המשפחות העשירות והמכובדות בעיר. פשע אמיתי פוגש באגדה אורבאנית, "הדליה השחורה" נותן לבמאי הנערץ בריאן דה פלמה ("קארי", "פני צלקת", "הבלתי משוחדים", "דרכו של קרליטו") הזדמנות ראשונה לעבד למסך הגדול את המותחן הספרותי של ג'יימס אלרוי ("סודות אל.איי").