Beatrix Kiddo (Uma Thurman), nota come Black Mamba, un tempo faceva parte di una temibile squadra di assassini chiamata Deadly Viper Assassination Squad (DVAS), al soldo del misterioso Bill (David Carradine), di cui era anche amante. Dopo una missione a Los Angeles, durante la quale scopre di essere incinta, la donna cambia vita e si rifugia a El Paso.

Il giorno della prova del suo matrimonio, riappaiono i suoi vecchi compari, che trasformano la cerimonia in un massacro: mentre lo sposo e gli ospiti vengono tutti uccisi, Beatrix sopravvive miracolosamente, finendo in coma.

Dopo quattro anni Beatrix si risveglia e si mette alla ricerca dei componenti della gang: Vernita Green (Vivica A. Fox), O-Ren Ishii (Lucy Liu), Elle Driver (Daryl Hannah), Budd Gunn (Michael Madsen) e, ovviamente, Bill. Il suo obiettivo è uno solo: la vendetta.