Edellisten Tarantinon elokuvien tapaan, Kill Billin tarina kerrotaan epäjärjestyksessä. Sen lajityyppi on monenkirjava, ja siinä on viitteitä esimerkiksi spagettiwestern-, Yakuza- ja samuraielokuvista.[2]
Varoitus:Seuraava kirjoitus paljastaa yksityiskohtia juonesta.
Nainen, joka tunnetaan nimellä The Bride, ”Morsian”, joutuu murhayrityksen kohteeksi omissa häissään. Bill-niminen mies osoittaa haavoittunutta naista pistoolilla. Nainen kertoo olevansa raskaana Billille, mutta mies painaa liipaisinta ja ampuu Morsianta päähän.
Morsian, joka näyttää selviytyneen ampumavälikohtauksesta, saapuu Vernita Green -nimisen naisen luo ja yrittää tappaa tämän. Naiset lopettavat taistelun, kun Vernitan tytär Nikki saapuu kotiin. Paljastuu, että molemmat naiset ovat kuuluneet Deadly Viper Assassination Squad -eliittitapporyhmään, jonka johtaja on Bill. Tapporyhmä oli tunkeutunut Morsiamen, joka ryhmässä tunnetaan nimellä ”Mustamamba”, häihin ja tappanut vieraat. Vernita yrittää tappaa Morsiamen muropakettiin piilottamallaan pistoolilla, mutta ampuu ohi. Morsian tappaa Vernitan heittämällä veitsen tämän rintakehään. Morsian sanoo Nikkille, että hieman vanhempana tämä voi yrittää kostaa äitinsä kuoleman. Morsian katsoo ”tappolistaansa”, josta O-Ren Ishiin lisäksi nyt myös Vernita Green on pyyhitty.
Takautumassa paljastuu, että saatuaan luodin päähänsä Morsian joutuu koomaan. Yksisilmäinen Elle Driver, Deadly Viperin jäsen, tunkeutuu sairaalaan tarkoituksenaan tappaa Morsian myrkkyruiskeella. Juuri ennen murhayritystä Bill soittaa Ellelle ja sanoo, että Morsian on tapettava vasta kun tämä herää. Neljän vuoden kuluttua Morsian palaa tajuihinsa ja tajuaa, että sairaanhoitaja Buck on raiskannut hänet ja myynyt naisen kehoa myös muille miehille. Hän on parhaillaan joutumassa raiskatuksi, mutta tappaa miehen ja pahoinpitelee Buckin. Morsian varastaa Buckin auton ja päättää kostaa kaikille Deadly Viperin jäsenille ja lopulta Billille. Hän ottaa ensimmäiseksi koston kohteekseen O-Ren Ishiin, Yakuzan johtajan.
Morsian matkustaa Okinawalle saadakseen katanan legendaariselta Hattori Hanzōlta. Hanzō on vannonut, ettei luo enää yhtäkään tappovälinettä eikä halua nykyisistä miekoistaan luopua. Hanzō kuitenkin muuttaa mielensä ja valmistaa Morsiamelle miekan saadessaan tietää, että Morsian aikoo kostaa Billille, Hanzōn entiselle oppilaalle. Morsian hyökkää tokiolaiseen yökerhoon, jossa hän kukistaa O-Renin Crazy 88 -armeijan. Lopullinen kaksintaistelu käydään japanilaisessa puutarhassa, josta Morsian selviää voittajana. Hän kiduttaa ja kuulustelee Sofie Fatalea, O-Renin assistenttia, ja jättää tämän eloon varmistaakseen, että Bill saa tietää Morsiamen ryhtyneen kostoon. Bill kysyy Sofielta, tietääkö Morsian, että tämän tytär on elossa.
