L'action commence à Salò, l'équivalent du Vichy italien, par la réunion de quatre notables riches et d'âge mûr qui décident de leur projet macabre. Elle se poursuit par la capture de 9 jeunes garçons et 9 jeunes filles dans la campagne et quelques villages alentours.

Les quatre notables, le Duc, l'Évêque, le Juge et le Président, entourés de divers servants armés et de quatre prostituées, ainsi que de leurs femmes respectives (chacun ayant épousé la fille d'un autre au début du film), s'isolent dans un palais des environs de Marzabotto, dans la « République de Salò » (ou République sociale italienne). Le séjour débute par le mariage de certains notables avec les filles des autres.

Le film se divise en quatre tableaux ou cercles, allusion à l'Enfer de la Divine Comédie de Dante :

• le premier tableau est intitulé Antiferno ("le vestibule de l'enfer"), dans lequel le réalisateur plante le décor ;
• le deuxième se nomme Girone delle manie ("cercle des passions"). Il est l'occasion de diverses scènes de viol sur les adolescents ;
• le troisième est celui du Girone della merda ("cercle de la merde"), où les victimes doivent notamment se baigner dans des excréments ou manger les fèces du Duc ;
• le dernier jour est celui du Girone del sangue ("cercle du sang"), et l'occasion de diverses tortures et mutilations (langue coupée, yeux énuclés, scalpations, marquages au fer de tétons et de sexes...), et finalement meurtre des adolescents.

Le tout crûment montré dans un scénario proche de la réalité (vision au travers de jumelles). Toujours interdit à la TV, Salo fait l'objet d'un véritable culte et est toujours projeté dans une salle de cinéma « Art et Essai » du Quartier latin de Paris. Réservé à un public très averti, il a toutefois été diffusé en France sur CinéCinéma Classic à l'occasion d'une intégrale Pasolini. Il a également été diffusé sur Paris Première.