Roy, une petite frappe employée par un gangster, apprend qu'il a un cancer. En plus, il échappe de peu à un guet-apens. Il s'enfuit avec une jeune prostituée présente sur les lieux. Les deux commencent une cavale à travers le Texas.

Susan est une galeriste en vue à Los Angeles. Son ex-mari, écrivain, lui envoie son dernier roman «Nocturnal Animals». Elle en entreprend la lecture de ce livre, qui va la toucher, faisant écho avec des aspects intimes de sa propre vie.