David Gale es un profesor condenado a muerte en Texas. A pocos días de su ejecución, su abogado negocia una tarifa de medio millón de dólares para contar su historia a Bitsey Bloom, una periodista de una importante revista de noticias. Ella tiene fama de guardar secretos y proteger a sus fuentes. Le cuenta cómo acabó en el corredor de la muerte, revelado a través de una serie de largos flashbacks.
Gale es director del departamento de filosofía de la Universidad de Austin y miembro activo de DeathWatch, un grupo de defensa que hace campaña contra la pena capital. En una fiesta de graduación, se encuentra con Berlín, una atractiva estudiante de posgrado que había sido expulsada de la escuela. Cuando Gale se emborracha en la fiesta, ella lo seduce y tienen relaciones sexuales. A continuación, ella acusa falsamente a Gale de violación. Al día siguiente, Gale pierde un debate televisado con el gobernador de Texas al no poder demostrar que un hombre manifiestamente inocente fue ejecutado durante el mandato del gobernador. Tras perder el debate, Gale es detenido y acusado de violación. Aunque más tarde se retira la acusación de violación contra Gale, el daño ya estaba hecho, y su familia, su matrimonio, su carrera universitaria y su reputación quedan destruidos.
Constance Harraway, una compañera activista de DeathWatch, es una amiga íntima de Gale que le consuela después de que su vida se desmorone, y ambos mantienen relaciones sexuales. Sin embargo, al día siguiente, Harraway es descubierta violada y asesinada, asfixiada con una bolsa de plástico pegada a la cabeza. La autopsia revela que había sido obligada a tragarse la llave de las esposas utilizadas para inmovilizarla, una técnica de tortura psicológica utilizada por la Securitate bajo el régimen comunista de Nicolae Ceauşescu, contra la que Gale y Harraway habían protestado. Las pruebas físicas en la escena del crimen apuntan a Gale, que es declarado culpable de violación y asesinato y es condenado a muerte.
En el presente, Bloom investiga el caso entre sus visitas a Gale. Llega a creer que las aparentes pruebas contra Gale no tienen sentido. Es seguida varias veces en su coche por Dusty Wright, un supuesto amante y colega de Harraway, del que sospecha que es el verdadero asesino. Wright le pasa a Bloom pruebas que sugieren que Gale ha sido incriminada, dando a entender que el verdadero asesino grabó el crimen en vídeo. Bloom sigue esta pista hasta que encuentra una cinta que revela que Harraway, que sufría una leucemia terminal, había cometido un elaborado suicidio que parecía un asesinato. En la cinta se ve a Wright, actuando como su cómplice, dando a entender que inculparon a Gale como parte de un plan para desacreditar la pena de muerte conspirando para ejecutar a una persona inocente, y posteriormente publicando pruebas de las circunstancias reales.
Una vez que Bloom y su ayudante encuentran estas pruebas, sólo quedan horas para la ejecución programada de Gale. Ella intenta entregar la cinta a las autoridades a tiempo para detener la ejecución. Llega a la Unidad de Huntsville justo cuando el director anuncia que la ejecución se ha llevado a cabo. La cinta se difunde, lo que provoca un revuelo mediático y político por la ejecución de un hombre inocente. Más tarde, Wright recibe los honorarios que la revista Bloom’s aceptó pagar por la entrevista, y se la entrega a la ex mujer de Gale en España, junto con una postal de Berlín en San Francisco en la que se disculpa, casi confesando que la acusación de violación que descarriló la vida y la carrera de Gale era falsa. Su ex esposa parece angustiada, sabiendo que Gale dijo la verdad y que efectivamente le robó a su hijo.
Mucho más tarde aún, una cinta de vídeo etiquetada como «Off the Record» es entregada a Bloom. Esta cinta retoma el momento en que Wright confirma que Harraway está muerto. Continúa mostrando cómo se aparta para permitir que Gale, también presente y partícipe del suicidio, acaricie el cuerpo de su amante, dejando deliberadamente sus huellas dactilares en la bolsa de plástico. Luego se levanta y termina la grabación, dejando a Bloom atónito con la verdad de que la pareja se sacrificó deliberadamente para desacreditar la pena capital.