Em 1946, os ex-boxeadores Dwight "Bucky" Bleichert e Lee Blanchard são policiais em Los Angeles. Lee tem um bom relacionamento com seu chefe e usa uma briga de caixa entre eles para promover o departamento e conseguir um aumento para a força policial. Eles têm sucesso e são promovidos a detetives de homicídios, trabalhando juntos. Bucky se torna um amigo próximo de Lee e sua namorada Kay Lake, formando um triângulo amoroso. Quando o cadáver da aspirante a atriz Elizabeth Short é encontrado mutilado, Lee fica obcecado por resolver o caso chamado pela imprensa Black Dahlia. Enquanto isso, a investigação de Bucky o leva a Madeleine Linscott, filha de um construtor poderoso e rico que se assemelha à Dália Negra. Em um ambiente de corrupção e mentiras, Bucky revela verdades ocultas.
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