O roteiro, que tem como base a graphic novel A Dama 5️⃣ Fatal (A Dame to Kill For do título em inglês),[4] foi escrito por Frank Miller e pelo vencedor do Oscar 5️⃣ William Monahan (The Departed).
A trama de Sin City 2 também tem elementos de Just Another Saturday Night, um conto retirado 5️⃣ de Booze, Broads, & Bullets, sexto volume da série de histórias em quadrinhos.
Duas histórias são inéditas: "The Long Bad Night" 5️⃣ e "Nancy's Last Dance".
Mickey Rourke, Rosario Dawson, Bruce Willis, Jessica Alba, Jaime King, Jamie Chung, Michael Madsen, Joseph Gordon-Levitt e 5️⃣ Josh Brolin fazem parte do elenco.