Die Kunsthändlerin Susan Morrow führt in Los Angeles ein privilegiertes, aber unerfülltes Leben mit ihrem neuen Ehemann. Als dieser erneut zu einer seiner zahlreichen Geschäftsreisen aufbricht, erhält sie ein Manuskript mit dem Titel Nocturnal Animals, geschrieben von ihrem Ex-Ehemann Edward Sheffield, mit dem sie seit Jahren keinen Kontakt mehr hat. Der Roman ist Susan gewidmet, doch sein Inhalt ist brutal und niederschmetternd. Edward erzählt darin die Geschichte von Tony Hastings, der mit seiner Familie durch Texas fährt und dort eines Nachts von der Straße abgedrängt wird. Machtlos muss Tony dabei zusehen, wie seine Familie entführt wird und seine größten Ängste Wirklichkeit werden. Tief bewegt von Edwards Worten erinnert sich Susan an die intimsten Momente ihrer eigenen Liebesbeziehung zu ihm. Je weiter die Erzählung in Nocturnal Animals auf eine Abrechnung zuläuft, desto dramatischere Auswirkungen hat sie nicht nur auf ihren Helden, sondern auch auf Susan.

Als sich die Wege eines jungen Ranchers und einer Lakota-Indianerin aus einem nahe gelegenen Reservat kreuzen, löst ihr mysteriöses Verschwinden eine Suche aus, die eine erschütternde Vergangenheit aufdeckt und auf eine schlimme Zukunft hinweist. Kip, ein junger Cowboy, wird eines Abends Zeuge wie eine junge Frau in einem Nachtclub missbraucht wird und gerät deswegen in eine Schlägerei. Als er Waniya, so der Name des Mädchens, kurz darauf wieder trifft, erfährt er, dass sie eine Lakota-Indianerin aus einem nahe gelegenen Reservat ist und dass sie dort in die Fänge eines Mädchenhändlerrings geraten ist. Kurz darauf verschwindet Waniya spurlos und Kip gerät in eine Spirale aus Gewalt, Kriminalität und Lügen. Dabei erfährt er mehr über die Schattenseite seiner zwielichtigen Kleinstadtidylle und die Hintermänner des Mädchenhändlerrings, als ihm lieb ist.