„Bilo jednom… u Hollywoodu“ priča je o glumcu i njegovom dvojniku koji kreću na put kako bi pronašli svoje mjesto pod suncem u filmskoj industriji daleke 1969. godine. Radnja filma se odvija u Los Angelesu 1969. na vrhuncu hippie Hollywooda. Glavni likovi u filmu Rick Dalton, bivša zvijezda jedne western TV serije i njegov dugogodišnji dvojnik Cliff Booth u vrijeme zadnjih trzaja zlatnog Hollywooda bore se za svoj uspjeh u svjetskoj prijestolnici filmske industrije koju više ne prepoznaju. Ali Rick ima poznatu susjedu - Sharon Tate…

Tijekom pedesetih godina prošlog stoljeća u sklopu izoliranog korporacijskog grada u srcu kalifornijske pustinje, žive Alice i njezin suprug Jack. On, kao i svi ostali muškarci u gradu, radi za Franka, koji je rukovoditelj tajnog projekta Victory. Dok muškarci dane provode u sjedištu projekta Victory, radeći na “razvoju progresivnih materijala”, njihove supruge – uključujući i Frankovu elegantnu partnericu, Shelley – svoje vrijeme provode uživajući u ljepoti, luksuzu i razvratu te iste zajednice. Život je savršen, a kompanija zadovoljava potrebe svakog stanara. Sve što traže zauzvrat je diskrecija i neupitna predanost cilju pobjede.

Otkad su se Adam i Eden zaljubili kao tinejdžeri, protiv njihove veze stoji sve, čak i astronomija. Različitih su socijalnih statusa, političkih sistema koji ih razdvajaju i ono najčudnije, različitih planeta. Oni žive na neobičnim paralelnim svjetovima koji stoje jedan nasuprot drugome i gravitacija svakog vuče u svome smjeru. Adam živi na donjem, osiromašenom, a Eden na gornjem, bogatom svijetu. Njihovu ionako gotovo nemoguću vezu prekidaju agenti koji zabranjuju kontakte između dva svijeta, pri čemu Eden doživi tragičan pad. Adam je mislio da nije preživjela, ali nakon deset dugih godina ugleda je na TV ekranu. Njegova izgubljena ljubav je živa i sada ga ništa neće spriječiti da dođe do nje.

U ovom brutalnom i napetom filmu stranci koji putuju južnom Italijom zaglave u šumi, gdje se moraju očajnički boriti za opstanak.