Durante el primer año de la ocupación alemana de Francia, Shosanna Dreyfus (Melanie Laurent) presencia la ejecución de su familia a manos del coronel nazi Hans Landa (Christoph Waltz). Shosanna consigue escapar y huye a París, donde se forja una nueva identidad como dueña y directora de un cine.

En otro lugar de Europa, el teniente Aldo Raine (Brad Pitt) organiza a un grupo de soldados judíos para tomar brutales y rápidas represalias contra objetivos concretos. Conocidos por el enemigo como “Los Bastardos”, los hombres de Raine se unen a la actriz alemana Bridget von Hammersmark (Diane Kruger), una agente secreta que trabaja para los aliados, con el fin de llevar a cabo una misión que hará caer a los líderes del Tercer Reich. El destino quiere que todos se encuentren bajo la marquesina de un cine, donde Shosanna espera para vengarse.