Galeriste réputée, Susan Morrow vit richement dans une splendide demeure de la côte ouest avec son conjoint, Hutton. Alors que ce dernier doit s’absenter pour affaires, Susan reçoit un colis intrigant. Une lettre de son premier mari, Edward Sheffield, accompagne un manuscrit qui lui est dédié : Nocturnal Animals. Profitant d’une période d’insomnie, elle entame la lecture du roman qui raconte la traque des responsables du meurtre d’une femme et de sa fille adolescente. L’histoire met en scène Bobby Andes, un policier tenace et Tony Hastings, l’époux et père en quête de justice. Susan se représente ce héros sous les traits d’Edward, ce qui remue en elle des souvenirs enfouis depuis longtemps et fait ressurgir un immense sentiment de culpabilité.