Las Vegas, 1973. Sam «Ace» Rothstein, un profesional de las apuestas, es el eficaz director de un importante casino que pertenece a un grupo de mafiosos. Su misión es controlar el funcionamiento del negocio y garantizar que la corriente de dinero que va a parar a manos de sus jefes siga fluyendo. Las Vegas es un lugar ideal para millonarios y políticos, pero es también lugar de paso de tahúres, prestamistas, traficantes de drogas y matones. Un día el violento Nicky Santoro, al que sus jefes han encargado que cuide de Sam, llega a Las Vegas con la intención de quedarse.
El joven y solitario Clarence (Christian Slater) celebra su cumpleaños como de costumbre, viendo películas de kung-fu en un destartalado cine de Detroit. Estando en la sala conoce a Alabama (Patricia Arquette), una rubia explosiva con la que tiene una noche de pasión. Ella, en realidad, es una prostituta pagada por el mejor amigo de Clarence como regalo de cumpleaños. A pesar de ello, Clarence decide alejarla de la prostitución, pero tendrá que enfrentarse con su chulo (Gary Oldman) cuando va a recoger las pertenencias de Alabama.
Para sobrellevar el insomnio crónico que sufre desde su regreso de Vietnam, Travis Bickle (Robert De Niro) trabaja como taxista nocturno en Nueva York. Es un hombre insociable que apenas tiene contacto con los demás, se pasa los días en el cine y vive prendado de Betsy (Cybill Shepherd), una atractiva rubia que trabaja como voluntaria en una campaña política. Pero lo que realmente obsesiona a Travis es comprobar cómo la violencia, la sordidez y la desolación dominan la ciudad. Y un día decide pasar a la acción.
En el año 2035, el convicto James Cole voluntarios a regañadientes para ser enviado de regreso en el tiempo para descubrir el origen de un virus mortal que aniquiló a casi toda la población de la tierra y obligó a los sobrevivientes a las comunidades subterráneas. Pero cuando Cole es enviado por error a 1990 en lugar de a 1996, es arrestado y encerrado en un hospital psiquiátrico. Allí conoce a la psiquiatra Dra. Kathryn Railly, y al paciente Jeffrey Goines, hijo de un famoso experto en virus, que puede tener la llave del misterioso grupo rebelde, el Ejército de los 12 Monos, que se cree será el responsable de desencadenar la enfermedad mortal.
