La película comienza con una animación y un texto que describen la Gran Migración durante la Primera Guerra Mundial. Tras la Segunda Guerra Mundial, los afroamericanos fueron trasladados a comunidades segregadas, incluida Detroit, que contaba con una fuerza policial mayoritariamente blanca. El cambio era inevitable. Sólo era cuestión de cómo y cuándo.

Detroit, 1967 - Se celebra una fiesta en un bar clandestino para un par de soldados que regresan de la guerra de Vietnam. Todos los invitados son afroamericanos. La policía hace una redada porque el local no tiene una licencia válida para vender alcohol. Sacan a los invitados a la calle para hacer públicas sus detenciones, lo que hace que una multitud de curiosos enfadados comience a protestar. Una vez reunidos todos los clientes, un hombre lanza una botella de cristal a un agente. Algunas personas de la multitud proceden entonces a robar en una tienda, comenzando así los disturbios de la calle 12.

El congresista John Conyers (Laz Alonso) se dirige a los ciudadanos de su comunidad para intentar manejar la situación con la policía.

La Guardia Nacional llega para patrullar las calles de Detroit mientras los disturbios continúan. Una niña se asoma a la ventana para ver lo que está sucediendo. Un agente la confunde con un francotirador, lo que lleva a los demás hombres a disparar por la ventana.

Tres patrulleros -Krauss (Will Poulter), Flynn (Ben O'Toole) y Demens (Jack Reynor)- recorren las calles mientras se produce el caos. Encuentran a un hombre, Leon (Tyler James Williams), robando en una tienda de comestibles. Krauss y Flynn persiguen a Leon. Krauss apunta con su escopeta a Leon y le dispara en el costado. Leon consigue saltar una valla y llegar a la casa de una mujer que está al final de la calle. Se tumba debajo de su coche y le pide a la mujer que busque a su esposa. La policía encuentra más tarde a Leon muerto.

El superior de Krauss, el detective Tanchuck (Darren Goldstein), se reúne con él tras el incidente con Leon. Tanchuck reprende a Krauss por utilizar un arma contra un individuo desarmado. Krauss trata de restarle importancia diciendo que QUIZÁS Leon mató a alguien durante el robo.

El agente de seguridad Melvin Dismukes (John Boyega) observa cómo un oficial acosa a un adolescente afroamericano. Dismukes se acerca a fingir que el chico es su sobrino para ayudarle en su camino a casa. El chico hace comentarios groseros a Dismukes, que le devuelve el golpe diciéndole que si intentara algo, los otros oficiales se le echarían encima.

Un joven llamado Fred (Jacob Latimore) llega a un teatro para unirse a su grupo, The Dramatics, que actúa después de Martha and the Vandellas. Los chicos están ansiosos por actuar ante un público igualmente excitado, sólo para que un oficial aparezca para decirle al gerente que tienen que evacuar a todo el mundo debido a los disturbios que se están produciendo fuera. A pesar de las protestas del grupo, todos se ven obligados a marcharse. El cantante del grupo, Larry (Algee Smith), empieza a cantar solo en el escenario sin que nadie más que Fred le escuche.

Larry y Fred toman un autobús y se dirigen al Motel Algiers para pasar la noche. Los colocan en una habitación junto al anexo. Van a la piscina donde conocen a dos mujeres blancas, Julie (Hannah Murray) y Karen (Kaitlyn Dever). Larry procede a coquetear con Julie. Las mujeres invitan a los chicos a otra habitación.

Al entrar en la habitación, los chicos conocen a Carl (Jason Mitchell), Lee (Peyton Alex Smith) y Aubrey (Nathan Davis, Jr.). Carl se muestra despectivo con Larry y Fred. Larry empieza a enrollarse con Julie mientras Carl cocina perritos calientes. Proceden a discutir la situación que se vive en las calles y cómo la policía trata a otros afroamericanos. Carl saca una pequeña pistola y finge interrogar a Lee. Lee se pone nervioso e intenta arrebatarle la pistola a Carl, pero éste le dispara. Todo el mundo se asusta, sólo para que Lee y Carl empiecen a reírse, ya que era una pistola de juguete. Larry, Fred y las señoras vuelven a sus habitaciones.

Carl ve a los agentes de policía unas calles más abajo. Pretende asustarlos con la pistola. Dispara en su dirección, lo que hace que los policías entren en pánico y piensen que les están disparando. La policía y unos cuantos sargentos se dirigen al Algiers y empiezan a disparar a las habitaciones antes de que los patrulleros entren en el motel. Carl intenta huir, pero Krauss le dispara. Krauss coloca un cuchillo junto a Carl mientras se desangra. Cuando Dismukes se presenta en la escena, Krauss miente y dice que Carl trató de atacarle con el cuchillo mientras intentaba ir a por su pistola.

Los patrulleros reúnen a Larry, Fred, Aubrey, Lee, Julie, Karen y otro hombre llamado Greene (Anthony Mackie). Los agentes les obligan a ponerse contra la pared para que digan quién les ha disparado, quién tiene la pistola y dónde está. Todos están asustados y todos niegan saber algo sobre el arma. Krauss y Flynn comienzan a golpear brutalmente a los hombres mientras Flynn golpea a Julie en la cabeza con la culata de su rifle. Krauss dirige el interrogatorio y ordena que todos empiecen a rezar. Lleva a Lee a la habitación con la amenaza de dispararle si no les dice lo que quieren oír. Krauss dispara una ronda junto a la cabeza de Lee y le ordena que se quede quieto y callado, o el siguiente disparo será de verdad. Un sargento hace lo mismo con Greene.

La policía estatal de Michigan aparece mientras esto sucede. Deciden dejar que los patrulleros se encarguen del caso.

Krauss y Flynn cogen a Julie, Karen y Greene para interrogarlos en otra habitación. Acusan constantemente a Julie de ser una prostituta y a Greene de ser un chulo. Greene dice que es un veterano de la guerra de Vietnam, aunque Krauss sigue intentando desmentirlo incluso después de que Green le muestre su tarjeta.

Los agentes son alertados de que se está produciendo una conmoción desde el exterior. Larry y Fred intentan escapar, pero se encuentran con que se acercan más agentes y sargentos, lo que les obliga a volver al muro. Cuando los oficiales regresan, Krauss deja que Demens se lleve a Aubrey a una habitación para jugar su pequeño juego. Sin embargo, Demens no es consciente de que se trataba de un juego y dispara a Aubrey de verdad. Krauss entra y ve esto y se preocupa. Le dice a Demens que invente una historia de cómo Aubrey alcanzó su arma. Entonces cogen a Larry y le dicen que puede irse si no habla nunca de lo que vio. Larry huye sin decir nada. A continuación traen a Fred, pero cuando no accede a Krauss, éste le dispara dos veces antes de que Flynn le dispare con una escopeta. Mientras tanto, un sargento deja escapar a Lee.

Larry corre hasta que se encuentra con un oficial, que ve lo golpeado que está. El hombre ayuda a Larry a subir a su coche y lo lleva al hospital.

Tras el incidente del motel, la familia de Aubrey es informada de su muerte. Su padre recoge las pertenencias de su hijo y se dirige a la morgue para identificar el cuerpo de Aubrey.

La policía encuentra a Dismukes en su trabajo en el almacén y lo lleva para interrogarlo, ya que ha sido nombrado sospechoso en el incidente del motel. Dos detectives, Thomas (Chris Coy) y Jones (Dennis Staroselsky), le interrogan y sugieren que utilizó su revólver para llevar a cabo los asesinatos. Dismukes proporciona un relato contradictorio de esa noche, y es encarcelado brevemente.

En la comisaría, Demens y Flynn confiesan a Tanchuck lo que realmente ocurrió en el motel. Cuando Tanchuck se dispone a hablar con Krauss, éste intenta huir, sólo para que Tanchuck lo encuentre y lo amenace.

Los Dramatics visitan a Larry en el hospital. El hermano de Fred está allí para preguntar qué le pasó a Fred. Larry confirma que la policía probablemente mató a Fred.

Krauss está siendo interrogado por Thomas y Jones sobre el incidente, pero es sacado por su abogado, Auerbach (John Krasinski).

Los patrulleros son juzgados por el incidente. Todas las víctimas supervivientes dan su testimonio y culpan directamente a los agentes implicados. Auerbach presiona a todos en el estrado, haciendo que al menos uno de ellos se enfade y grite obscenidades. El jurado, totalmente blanco, declara a los patrulleros no culpables de agresión ni de asesinato. El resultado es suficiente para hacer vomitar a Dismukes.

Los Dramatics consiguen un contrato discográfico, pero Larry ya no quiere formar parte de él después de todo lo que ha pasado. Acepta un pequeño trabajo como director del coro de una iglesia, ya que todos los clubes de la zona están patrullados por oficiales. Larry se ve entonces dirigiendo el coro.

El texto final dice que Melvin Dismukes dejó Detroit tras múltiples amenazas de muerte, y que ha trabajado en seguridad para lugares como Sears Roebuck. Los tres agentes fueron declarados inocentes, pero se abrió un expediente contra uno de ellos y se les obligó a pagar una indemnización de 5.000 dólares a la familia de Aubrey Pollard. La familia de Fred Temple demandó a la ciudad de Detroit por homicidio culposo, aunque la ciudad no admitió su culpabilidad. El arma de Carl Cooper nunca se encontró. Julie Ann Hysell nunca volvió a Detroit. Ahora tiene cuatro hijos y trabaja como peluquera. Los Dramatics siguen actuando hasta hoy, pero Larry Cleveland Reed nunca volvió a unirse al grupo. Sigue trabajando como director de coros.