Film thriller kriminal Nocturnal mengikuti kisah Min-tae, seorang mantan gangster yang berusaha mengungkap kebenaran di balik kematian misterius sang adik, Seok-tae.

Cerita dimulai ketika Seok-tae, seorang pecandu narkoba yang masih terlibat dalam dunia kriminal, ditemukan tewas dalam keadaan mencurigakan. Tak lama setelah itu, istrinya, Cha Moon-young, beserta anak mereka menghilang tanpa jejak. Polisi pun mulai melakukan penyelidikan, sementara ketegangan di dunia kriminal semakin memanas.

Min-tae yang telah meninggalkan kehidupan lamanya memutuskan mencari pelaku di balik kematian adiknya. Penyelidikannya membawanya pada jaringan perdagangan narkoba yang melibatkan putra seorang CEO berpengaruh. Situasi semakin rumit ketika bos gangster bernama Chang-mo memperingatkannya agar tidak ikut campur karena kasus tersebut melibatkan orang-orang berkuasa.

Kecurigaan kemudian mengarah kepada Moon-young. Selama bertahun-tahun, ia menjadi korban kekerasan dalam rumah tangga yang dilakukan Seok-tae. Hubungannya dengan novelis terkenal Kang Ho-ryeong juga memicu tanda tanya. Novel karya Kang berjudul 'Nocturnal' ternyata menggambarkan kejadian yang sangat mirip dengan kematian Seok-tae, bahkan ditulis sebelum peristiwa itu terjadi. Karena novel tersebut terinspirasi dari pengalaman Moon-young, banyak pihak menduga keduanya terlibat dalam rencana pembunuhan.

Saat Min-tae, polisi, dan Kang semakin dekat menemukan kebenaran, Moon-young akhirnya muncul. Namun sebelum ia sempat mengungkap seluruh fakta, seorang anak buah gangster bernama Byung-gyu tiba-tiba membunuhnya dan melarikan diri. Min-tae yang murka mengejar pelaku hingga menemukan fakta mengejutkan: pembunuhan itu dilakukan atas perintah Chang-mo.

Terungkap bahwa Chang-mo adalah dalang sebenarnya di balik kematian Seok-tae. Pada malam kejadian, Seok-tae dan putra CEO mengonsumsi narkoba dalam jumlah besar. Ketika putra CEO mengalami koma, Chang-mo membunuh Seok-tae untuk melindungi kepentingan sang CEO dan meredam skandal yang bisa menghancurkan mereka.

Moon-young ternyata menyaksikan langsung pembunuhan tersebut. Karena mengetahui penderitaan yang dialaminya selama bertahun-tahun, Chang-mo membiarkannya hidup dengan syarat ia menghilang selamanya. Setelah seluruh kebenaran terkuak, Min-tae mendatangi Chang-mo, memaksanya mengakui kejahatannya, lalu mengakhiri hidup sang bos kriminal sebagai bentuk balas dendam dan penutup dari masa lalu kelam keluarganya.