1938. Los Ángeles. La noche es oscura y la sangre que mana de Walter Neff es roja. Neff es un vendedor de seguros de Pacific All Risk Insurance Co. y está en su oficina, grabando una confesión en su dictáfono. La confesión está dirigida a Barton Keyes, el agente de reclamaciones que es su superior inmediato. Todo comenzó, comienza, ese día de mayo cuando se dirigió a la casa de Dietrichson para actualizar su cobertura de automóviles.
El Sr. Dietrichson no está en casa cuando llega Walter. En cambio, es recibido por la Sra. Phyllis Dietrichson, una mujer sexualmente atractiva con la que Walter coquetea. La ausencia de su esposo continúa cuando Walter intenta nuevamente reunirse con él y la tensión sexual aumenta. Sin embargo, cuando Phyllis hace algunas preguntas sobre la posibilidad de contratar una póliza de seguro de accidentes para su esposo sin el conocimiento de éste, Walter se asusta por las implicaciones del asesinato y se despide.
Aun así, no puede sacar a Phyllis completamente de su mente, y no se sorprende cuando ella aparece de repente en su apartamento. Ella admite que su esposo la ha abusado y esencialmente la ha abandonado, y que ha fantaseado con deshacerse de él. Ambos ceden a la pasión creciente y se abrazan y besan. Walter se entera de que el beneficiario del seguro de vida del Sr. Dietrichson no es Phyllis, sino su hija Lola. Lola y Phyllis se desprecian. En contra de su buen juicio, que está a punto de marchitarse casi por completo bajo la influencia de su imprudente pasión, Walter reflexiona sobre cómo sortear esta obstrucción. Finalmente, accede a ayudar a Phyllis a deshacerse del marido.
Walter finalmente se encuentra con el Sr. Dietrichson y con Lola presente intenta venderle la idea de un seguro de accidentes. Él se niega, pero acepta la sabiduría de comprar un seguro de automóvil, pero Walter desliza furtivamente el formulario de accidente para que él también lo firme. La póliza que el Sr. Dietrichson acaba de firmar sin saberlo conlleva una cláusula de doble indemnización que paga el doble del valor nominal en caso de muerte por un accidente poco común, como la caída de un tren. Phyllis y Walter hacen arreglos para que parezca que el Sr. Dietrichson se cayó de un tren para que Phyllis pueda cobrar los $ 100,000.
El plan no se lleva a cabo hasta junio, luego de que el agente de reclamaciones Barton Keyes extendiera una oferta para convertir a Walter en su asistente. Walter rechaza esa oferta y pone el plan en acción. Con Walter escondido en el asiento trasero, Phyllis lleva a su esposo a la estación de tren, pero antes de que llegue, Walter emerge y lo estrangula. Walter luego se disfraza de Sr. Dietrichson y sube al tren. Su plan de simplemente saltar del furgón de cola se ve interrumpido por la visión inesperada de otro pasajero. Cuando el pasajero regresa al tren para traerle un cigarro al «Sr. Dietrichson» (es decir, Walter) porque el pobre hombre está cojeando con muletas, Walter salta por el costado. Colocan el cadáver en las vías y se van en coche.
Si bien la policía ha dictaminado que la muerte fue un accidente, el presidente de la compañía de seguros de Walter sospecha y es reacio a desembolsar los $ 100,000. Se encuentra con Phyllis, quien está auténticamente desconcertada por la sugerencia de que tal vez no merezca un pago porque la muerte de su esposo puede tener un suicidio. Después de que ella se va, Keyes deja en claro que el pago tendrá que hacerse debido a la improbabilidad estadística de que sea un suicidio.
Más tarde esa noche, Keyes aparece en el apartamento de Walter con el presentimiento de que algo no está bien. Dietrichson supuso que tenía una pierna rota, pero nunca presentó una reclamación a pesar de haber comprado un seguro contra accidentes. Keyes descarta al marido como el culpable de algo turbio que está sucediendo, pero no a Phyllis. Cuando Keyes se va, Phyllis aparece y tiene que esconderse detrás de la puerta abierta y colarse sin ser notada.
Al día siguiente, Lola afirma sus sospechas de Phyllis, y Walter se entera de la causa de su odio mutuo: Phyllis fue contratada para cuidar a su madre, quien luego murió misteriosamente mientras estaba bajo el cuidado de Phyllis, quien, por supuesto, continuaría con casarse con su padre. Lola sugiere que Phyllis es responsable de la muerte de sus dos padres y le preocupa que ella sea la próxima.
Mientras tanto, Keyes ha llegado a la conclusión de que Dietrichson fue asesinado y localiza al hombre que estaba en la plataforma con él justo antes de que supuestamente cayera sobre las vías. Después de confirmar que el hombre que vio no se parece en nada al Dietrichson real, Walter le advierte a Phyllis que no demande por su dinero, que está retenido en espera de una investigación. Lola le informa a Walter que su novio Nino también tiene una relación sentimental con Phyllis, y un Walter traicionado reflexiona sobre la idea de matarla.
Phyllis sigue adelante y presenta la demanda para obtener el dinero, a lo que Keyes responde diciéndole a Walter que su socio en el asesinato acaba de revelarse. Paranoico porque Keyes sabe toda la historia, escucha la grabación en el dictáfono de Keyes y se entera de que Nino es el presunto socio. Walter se dirige a reunirse con Phyllis sin saber que ella lo está esperando con un arma oculta. Water le dice a Phyllis que él sabe que ella solo lo usó y que va a incriminar a un inocente Nino. Phyllis agarra el arma y dispara a Walter. Phyllis lo abraza y Walter agarra el arma y dispara dos veces, matando a Phyllis. Él lucha por salir de la casa y se encuentra con Nino, diciéndole que regrese con Lola ya que ella es la que realmente lo ama.
Son las 4:30 de la mañana en la oficina de Walter, cuando concluye su confesión en el dispositivo de grabación y aparece Keyes. Walter deja a Keyes parado allí, pensando que puede llegar a la frontera, pero colapsa incluso antes de que pueda llegar al ascensor. Keyes le hace saber a Walter que está decepcionado, pero aún siente un gran afecto por el joven. Walter le dice a Keyes que el sentimiento es mutuo y acepta un último cigarrillo antes de morir.