Nella Francia occupata dai nazisti, la giovane ebrea Shosanna Dreyfus (Mélanie Laurent) assiste all'uccisione di tutta la propria famiglia per mano del colonnello nazista Hans Landa (Christoph Waltz). La ragazza riesce a sfuggire miracolosamente alla morte e si rifugia a Parigi, dove assume una nuova identità e diviene proprietaria di una sala cinematografica. Contemporaneamente, in Europa, il tenente Aldo Raine (Brad Pitt) mette assieme una squadra speciale di soldati ebrei: noti come i Bastardi. I soldati vengono incaricati dai loro superiori di uccidere ogni soldato tedesco che incontrano e prendere loro lo scalpo. La squadra di Raine si troverà a collaborare con l'attrice tedesca Bridget Von Hammersmark (Diane Kruger), una spia degli Alleati, in una missione che mira ad eliminare i leader del Terzo Reich.
La loro missione li porterà nei pressi del cinema parigino dove Shosanna sta tramando un piano di vendetta privata. Shosanna, la proprietaria del cinema riempie il teatro di pellicole da 35 mm che a quell'epoca erano le pellicole più pericolose in circolazione poichè facilmente infiammabili.