Brian De Palma ist über Jahrzehnte vor allem zur festen Größe im Thrillergenre geworden. Die schwarze Dahlie sehe ich dabei als Meisterwerk. Der Kriminalfall, um den es geht, steht im gesamten Film in einem ausgewogenen Verhältnis zum Privatleben der Hauptfiguren und ihren emotionalen Bindungen. So wird die Geschichte schicksalhafter als die meisten Krimis und ein bewegendes Drama.
Im Los Angeles der späten Vierziger lernen sich die Polizisten Lee und Bucky kennen und entwickeln eine Freundschaft, während sie auch zusammen arbeiten. Oft treffen sie sich zusammern mit Lees Freundin Kay, die irgendwie eine gleichberechtigte Freundschaft mit beiden unterhält. Die Polizisten ermitteln im Fall eines ermordeten und brutal zugerichteten Mädchens, das versuchte in Hollywood Schauspielerin zu werden. Bald taucht ein Porno auf, in dem sie aus Geldmangel mitspielte. Während Lee sich immer fanatischer in Büroarbeit zum Fall hineinsteigert, forscht Bucky bald in der Szene. Dort lernt er Madeleine kennen, die der Ermordeten ähnelt und sie mal getroffen hatte, und beginnt eine Affäre mit ihr. Als Lee in einer dramatischen Szene zu Tode kommt wegen einer alten Rechnung mit einem Gangster, zieht es Bucky zu Kay. Bald kommt Bucky den Hintergründen und dem entsetzlichen Motiv des Mordes auf die Spur und muss fesstellen, dass sein Privatleben damit mehr zu tun hat als geglaubt.
Die Abfolge der Ereignisse ist fast musikalisch inszeniert. Fließend steuert der Film Wechsel von Emotionen begleitet von den logischen Verwirrspielen des Falles. Dabei wird die Wirkung auf den Zuschauer ausgesprochen intensiv. Herauszuheben ist noch das fantastische Szenenbild im Stil der 40er Jahre, das aber nicht allein als Showeffekt fungiert, sondern von brillianter Handlung, Inszenierung und großartigen Schauspielern begleitet wird.