El investigador privado Tom Welles es contactado por Daniel Longdale, abogado de la adinerada viuda Sra. Christian, cuyo marido ha muerto recientemente. Mientras limpian la caja fuerte de su difunto marido, ella y Longdale encuentran una película de 8 mm que parece representar el asesinato real de una niña, pero la señora Christian quiere saberlo con certeza. Tanto Longdale como la Sra. Christian obligan a Welles a no reproducir la película de ninguna manera y a que sólo ellos conozcan la investigación.

Tras buscar en los archivos de personas desaparecidas, Welles descubre que la chica es Mary Ann Mathews y visita a su madre, Janet, en Carolina del Norte. Mientras registra la casa con su permiso, encuentra el diario de Mary Ann, en el que dice que se fue a Hollywood para convertirse en una estrella de cine. Le pregunta a la señora Mathews si quiere saber la verdad, aunque sea la peor. Ella dice que quiere saber lo que le pasó a su hija.

En Hollywood, con la ayuda del empleado de un videoclub para adultos Max California, Welles se adentra en el mundo de la pornografía fetichista clandestina (y a veces ilegal). Intenta averiguar si las "películas snuff" son realmente reales, o si hay alguien en este submundo que estuviera relacionado con esta película. El contacto con el sórdido cazatalentos Eddie Poole les lleva hasta el director Dino Velvet, cuyas violentas películas pornográficas están protagonizadas por un hombre enmascarado conocido como "Machine" que viola y tortura a las mujeres. Para conseguir más pruebas, Welles se hace pasar por un cliente interesado en encargar una película de BDSM hardcore dirigida por Velvet y protagonizada por Machine. Velvet acepta y organiza una reunión en Nueva York.

La reunión resulta ser una emboscada. Longdale y Poole aparecen y retienen a Welles a punta de pistola. Ahora está claro que la película era real; el Sr. Christian se puso en contacto con Longdale para conseguir una película snuff y, al no poder encontrarla, encargó a Velvet y Poole que la hicieran. Velvet y Machine producen una California atada y golpeada, a la que secuestran para obligar a Welles a llevarles la única copia que queda de la película. Mientras Longdale y Welles se dirigen al coche de éste para recuperar la película, Longdale admite que nunca pensó que Welles llegaría tan lejos como lo hizo, y que sólo quería aplacar a la señora Christian con la investigación. Una vez que la entrega, Longdale y Velvet la queman y matan a California. Cuando están a punto de matar a Welles, éste les dice que el Sr. Christian pagó un millón de dólares por la película; Velvet, Poole y Machine recibieron 50.000 dólares y Longdale se quedó con la mayor parte. En una pelea posterior, Velvet y Longdale mueren; Welles hiere a Machine y escapa.

Welles llama a la señora Christian para contarle sus descubrimientos y le recomienda que acuda a la policía, a lo que ella accede. Al llegar a su finca, Welles es informado de que la señora Christian se ha suicidado tras conocer la noticia. Ella dejó sobres para la familia Mathews y para Welles: contiene el resto de su pago y una nota que dice: "Intenta olvidarnos". Welles advierte a su ya frenética esposa del peligro inminente y de que busque refugio en un lugar que sólo ellos conocen, y le entrega su mitad del dinero.

Welles decide buscar justicia para Mary Ann matando al resto de los implicados. Welles regresa a Hollywood y localiza a Poole. Lo lleva al lugar del rodaje e intenta matarlo, pero éste se muestra indeciso. Llama a la señora Mathews para hablarle de su hija y le pide permiso para castigar a los responsables. La Sra. Mathews se pone histérica cuando se le presenta la verdad, pero afirma que quería a su hija. Con esto, Welles regresa y golpea a Poole hasta la muerte con su pistola, quemando su cuerpo y la pornografía de su coche. Welles descubre la dirección de Machine en Nueva York y le ataca en su casa. Welles lo desenmascara, revelando a un hombre calvo y con gafas llamado George. Éste le revela a Welles que su sadismo no es fruto de los abusos sufridos en su infancia, sino que mata a la gente simplemente porque disfruta con ello. Luchan y Welles lo mata.

Tras regresar con su familia, Welles se derrumba delante de su mujer mientras intenta procesar todo el mal que ha visto en el transcurso de la investigación. Meses después, Welles recibe una carta de la Sra. Mathews en la que le da las gracias y le sugiere que él y ella son los únicos que se preocupan por Mary Ann.