Filth mengisahkan tentang bruce robertson (james mcavoy), seorang sersan detektif di edinburgh. Bruce adalah orang yang licik, manipulatif, dan membenci orang-orang dan menghabiskan waktunya dengan narkoba, alkohol, hubungan seks yang kasar, dan ‘the games’; sebuah kata halus dari banyaknya rencana busuknya kepada para rekan kerjanya. Bruce juga menikmati perlakuan mengganggu dan mengambil keuntungan dari rekan kerjanya yang berkelakuan baik, clifford blades (eddie marsan). Bruce juga berkali-kali membuat telepon iseng pada istri blades dan melecehkannya, sebagai bagian dari ‘permainan’-nya.
Tujuan hidup bruce adalah mendapatkan promosi untuk menjadi inspektur detektif, sebuah jalan yang terbuka saat ia ditugaskan untuk menyelidiki kematian dari seorang murid asal jepang. Ia pelan-pelan mulai kehilangan dirinya dalam dunia nyata saat ia menyelesaikan tugasnya, termasuk dengan mengalami berbagai macam halusinasi. Halusinasi ini menjadi semakin buruk seiring film berjalan, hingga akhirnya kesehatan mental bruce mulai pudar dan ia menjadi gila. Terungkap juga bahwa bruce sedang menjalani pengobatan medis dengan psikiaternya, dan bahwa bruce mengalami kelainan bipolar serta memiliki rasa bersalah yang dalam terhadap kematian adiknya saat ia masih kecil dulu.
Selain itu, terungkap bahwa istrinya meninggalkan bruce karena pria lain, serta istrinya yang menghalangi akses bruce untuk menemui putri mereka. Hal inilah yang membuat bruce sangat menginginkan promosi pada pekerjaannya, dan mulai mendekati kembali istrinya saat bebas tugas agar ia dapat kembali bersama.
Saat berkeliling di jalan pada suatu waktu, bruce dihadang oleh sekelompok orang yang bertanggung jawab atas kematian si murid asal jepang, yang sebenarnya pernah ia saksikan namun terlalu takut untuk melaporkan hal tersebut pada rekan kerjanya karena khawatir terungkapnya kelainan pada dirinya, dan ia pun dipukuli dengan kejam. Bruce kemudian berhasil membunuh pimpinan geng dengan melemparnya keluar dari jendela, dan hal ini diketahui oleh rekan-rekan kerjanya.
Bruce tak hanya kehilangan kesempatan untuk mendapatkan promosi, namun ia juga dibebastugaskan dari kepolisian. Kisah berakhir dengan clifford yang menonton sebuah rekaman di mana bruce yang baru saja keluar dari penjara. Bruce kemudian bersiap-siap untuk bunuh diri namun terganggu dengan kedatangan seorang wanita dan anaknya, yang mengetuk pintu depannya.
