1951年3月8日、ニューヨークのシンシン刑務所で、凶悪殺人犯のレイ＆マーサの死刑が執行されようとしていた。2人を逮捕したエルマー・C・ロビンソン刑事（ジョン・トラヴォルタ）は、それを浮かない顔で見つめていた。レイモンド・フェルナンデス（ジャレッド・レト）は新聞の恋人募集欄「ロンリーハート・クラブ」で標的を見つけては、戦争未亡人や独身の中年女性から財産を騙し取る結婚詐欺師だった。ある日マーサ・ベック（サルマ・ハエック）に近づくが、彼女が裕福でないとわかると、ホテルに残して去る。しかしそこでミスを犯し窮地に陥った彼をマーサが救い、2人は強い絆で結ばれる。マーサはレイの妹と偽り、彼の詐欺に加担する。しかしやがて、マーサのレイに対する執着心はエスカレートしていく。2人は騙した相手から財産を奪い、殺害することでお互いの愛を確認するようになる。恋人がその妹と寝ているところを見たという遺書を残した、自殺と思われる女性の死体が発見される。司法解剖から、彼女は妊娠していたことが判明する。現場に駆けつけたロビンソンと相棒のチャールズ・ヒルダーブランド刑事（ジェームズ・ガンドルフィーニ）は、犯罪の匂いを感じ、捜査を始める。ロビンソンは妻を自殺で失っていた。仕事に夢中で妻を顧みなかったことを後悔し、今は第一線を退いていた。しかし自殺女性と自分の妻を重ね合わせ、復帰を決意する。そして、次々と犯行を続けるレイとマーサを、ロビンソンが追いつめていく……。