ロサンゼルス市警の女刑事エリン・ベル(ニコール・キッドマン)。17年前、FBI捜査官クリス(セバスチャン・スタン)と共に砂漠地帯に巣食う犯罪組織への潜入捜査を命じられた彼女は、そこで取り返しのつかない過ちを犯し、捜査は失敗。その罪悪感が今なおエリンの心を蝕み続けていた。今では酒に溺れ、同僚や別れた夫、16才の娘からも疎まれる孤独な毎日を送っている。そんなある日、エリンの元に差出人不明の封筒が届く。その中身は紫色に染まった1枚のドル紙幣。それは行方をくらました17年前の事件の主犯からの挑戦状だった。エリンは過去に決着をつけるため、犯人を追う野良犬=ストレイ・ドッグと化し、灼熱の荒野へと車を走らせる……。