《三块广告牌》的故事并不复杂。
故事发生在一座小镇上，女主角是一位离异带着两个孩子的母亲，有一天她跟正处在叛逆期的女儿发生了冲突，在女儿摔门出去时，她气愤的说让女儿死在外面。
这本来只是一句气话，然而，她女儿负气出去后，真死了，被人奸杀了。
可想而知，作为母亲，她要为自己那句话有多内疚。
甚至这句话成了她的心魔，一心只想找出凶手。
不过，案件迟迟没有进展。
为了逼迫警方行动，她租下了镇外三条荒废的广告牌，在上面用醒目的黑体字写下控诉：
“强奸致死。”
“凶手至今逍遥法外。”
“怎么回事，威洛比警长？”
女主角的这一举动，瞬间引爆了整个小镇的平静，将她置于风暴中心。
首先，是女主角与警方的冲突。
广告牌直接指责了威洛比警长，并且，这位警长深受爱戴，还患有绝症。
虽然警长本人理解她的痛苦，但警长手下的警员迪克森，是一个暴力且有种族歧视倾向的人，他对女主角进行了疯狂的报复和骚扰。
接着，是与小镇居民的冲突。
几乎所有人都认为女主角这样做对一个将死之人，也就是身患绝症的警长，实在太过残忍了，包括女主角的前夫、牙医，甚至前来劝说的神父都与她对立。
女主角的儿子也受到了小镇上同学的排挤。
然后，就是悲剧的升级。
威洛比警长不堪病痛与压力，在给女主角和手下迪克森各留下一封充满深意的信后，直接自杀了。
这是可以理解的，毕竟一个将死之人，还是名声一直很好深受小镇居民爱戴，在生命的最后时刻，想不开自杀很正常。
小镇居民将警长的死归咎于广告牌，警员迪克森暴打了把广告牌租给女主角的广告商。
另外，广告牌也被人防火烧掉了。
女主角暴怒，放火烧了警局，当时迪克森正好在警局查阅关于女主角女儿被杀的资料。
迪克森在火灾中被严重烧伤，但他在火海中抢救出了案卷，并且在阅读了警长的遗书后，他开始反思自己的行为，并决心私下调查此案……
女主角和迪克森，这两个曾经相互敌视的人，因为共同的愤怒和目标结成了一种扭曲的同盟。
最后，他们一起开车，前往某个疑似知道点案件情况的陌生人的住处，在路上，他们陷入了犹豫中，到时候要不要动用私刑。
就在这种不确定性与道德困境中，电影结束，没有给出一个明确的答案。