Dans une petite chapelle perdue au milieu du désert, alors que se déroule la répétition d'une cérémonie de mariage, des assassins surgissent et tirent impitoyablement et sans raison apparente sur toutes les personnes présentes. La Mariée (Uma Thurman), qui est enceinte lors des événements, survit à ses blessures mais sombre dans une profonde inconscience. Toutefois, la Mariée n'est pas une personne ordinaire. Autrefois tueuse à gages dans une organisation secrète, la Deadly Viper Assassination Squad, elle est douée de capacités physiques hors du commun. Sortant de son coma quatre années et demie plus tard, elle n'a plus qu'un seul but : se venger de ses anciens complices dans lesquels elle a reconnu les assassins de la noce, et surtout, tuer Bill (David Carradine), leur chef à tous, qui était également le père de son enfant.