Hollywood 1927. George Valentin és una gran estrella del cinema mut a qui la vida somriu. Però l'arribada del cinema sonor us conduirà a l'oblit. Per la seva banda Peppy Miller, una jove actriu, veurà impulsada la seva carrera al capdamunt, al firmament de les estrelles.
Los Angeles, 1969. L'estrella de televisió Rick Dalton, un actor en hores baixes especialitzat en westerns, i el doble d'acció Cliff Booth, el seu millor amic, intenten sobreviure a una indústria cinematogràfica en canvi constant. Dalton és veí de la jove i prometedora actriu i model Sharon Tate, que acaba de casar-se amb el prestigiós director polonès Roman Polanski…
El Liam Bradley és un escriptor d'èxit que publica novel·les amb pseudònim. En un viatge amb avió coneix la Sophie, una crítica literària que acaba de tenir un desengany amorós molt fort i que no li acaba d'agradar l'última novel·la d'en Liam. De moment, el Liam no li vol explicar que l'autor és ell, però falta molt poc perquè ho hagi de fer públic, i la cosa es complica.