L'acteur Mickey Rourke, qu'on a pu voir récemment dans les films The Wrestler, Iron Man 2 et Immortals, sera de retour pour la suite de Sin City, selon ce qu'a déclaré le réalisateur Robert Rodriguez, cité dans une entrevue réalisée par MTV. Rosario Dawson devrait également reprendre son rôle dans cette suite dont le tournage doit s'amorcer au cours de l'été.
Paru en 2005, Sin City avait amassé 74 millions $ dans les salles d'Amérique du Nord lors de sa sortie. Une suite est envisagée depuis longtemps, mais de nombreux retards et réécritures ont forcé le report du tournage. Intitulée Sin City: A Dame to Kill For, cette suite est à nouveau inspirée d'une histoire de Frank Miller.
Des rumeurs persistantes ont laissé croire qu'Angelina Jolie était envisagée pour tenir le rôle titre, mais elle n'a toujours pas été contactée par la production. Il faudra encore un mois avant de connaître l'identité de l'actrice choisie, selon Rodriguez, qui tournera entre temps une suite à Machete.
On ignore toujours si Bruce Willis, Jessica Alba, Elijah Wood ou Benicio Del Toro seront également de retour pour le film.