À Détroit, la "8 Mile Road" sépare les quartiers blancs des quartiers noirs. En 1995, Jimmy Smith
(Eminem), surnommé "Rabbit" depuis l'enfance, est managé par son ami Future
(Mekhi Phifer) pour participer à une bataille-rap, où deux rappeurs s'affrontent chacun leur tour en improvisant durant quarante-cinq secondes. Seul Blanc dans cette discipline, il reste muet, comme tétanisé. Il rentre chez sa mère Stéphanie
(Kim Basinger), une alcoolique vivant sans ressources dans une roulotte avec sa petite fille Lily
(Chloe Greenfield) et avec son compagnon Greg Buehl
(Michael Shannon), ancien camarade de classe de Jimmy. Ses journées se partagent entre un boulot rébarbatif à l'usine, sa passion dévorante du rap, et ses virées avec Future, Wink
(Eugene Byrd) – qui veut lui faire passer une audition – et les "3-1/3" – Sol
(Omar Benson Miller), Cheddar Bob
(Evan Jones #1) et DJ Iz
(De'Angelo Wilson). Séparé de Janeane
(Taryn Manning), Rabbit rencontre Alex
(Brittany Murphy), qui ambitionne de devenir une star. À cause de son échec, "Rabbit" se bat contre les membres du "Monde Libre", groupe de rap rival mené par Papa Doc
(Anthony Mackie), et refuse de participer à la prochaine bataille à laquelle l'a inscrit Future. Pourtant, soutenu par l'admiration et l'amour d'Alex, et malgré les heures supplémentaires proposées par Manny
(Paul Bates), son chef de chantier, Jimmy se rend au Shelter. Après s'être qualifié contre Lyckety-Splyt
(Strike), puis contre Lotto
(Nashawn "Ox" Breedlove), du "Monde Libre", il cloue littéralement le bec à Papa Doc, tenant du titre. Ovationné par le public noir où s'est glissée Alex, prête à partir pour Hollywood, "Rabbit" obtient son titre de rappeur blanc. Il reprend toutefois le chemin de l'usine, déclinant l'offre de Future d'organiser des batailles-rap ensemble.
