En 1962, durant ses vacances d'été à Malibu Beach, en Californie, la très complexée Florence "Nénette" Forest découvre le cadavre d'une jeune spectatrice dans un drive-in. Celle-ci a été assassinée au terme d'un flirt poussé. Victime de trous de mémoire réguliers, Nénette ne se rappelle plus où elle était au moment du crime. Le capitaine de police Monika Stark a du mal à croire à son alibi.
Marty est un scénariste hollywoodien en panne d'inspiration. Confronté à l’angoisse de la page blanche, il peine à écrire son nouveau projet de film au titre prometteur : « 7 Psychopathes ». Son meilleur ami Billy, comédien raté et kidnappeur de chiens à ses heures, décide de l’aider en mettant sur sa route de véritables criminels...