1920-luvun Hollywoodissa mykkäelokuvillaan supertähteyteen noussut veteraaninäyttelijä Jack Conrad yrittää ylläpitää uraansa nosteessa, kun äänielokuvat esitellään yleisöille. Tähteydestä haaveileva Nellie LaRoy on valmis tekemään kaikkensa ollakseen Hollywoodin kuumin nimi. Maahanmuuttotaustainen nuorukainen, Manuel Torres, taas haluaisi kovasti edes päästä käymään elokuvastudioilla. Kun nämä kolme kohtaavat päivän kuvausten jälkeen huumeiden ja villieläinten täyttämissä juhlissa Bel Airissa, todellinen soppa lähtee kehkeytymään. Maailman elokuvamarkkinoiden keskukseksi teknisten innovaatioiden vauhdittamana nousevassa Hollywoodissa jalustalle nouseminen ja sieltä putoaminen saattavat tapahtua yhtä nopeasti. Babylon on tarina ylenpalttisesta kunnianhimosta ja hillittömästä elämästä Hollywoodin alkuaikoina, joita leimasivat moraalinen rappio ja turmelus.

1940-luvun Hollywoodissa, kylmän sodan tunkeutuessa unelmien kaupunkiin aikansa arvostetuimman käsikirjoittaja Dalton Trumbon menestyksekäs ura joutuu vaakalaudalle, kun katkera vihanpito vaikutusvaltaisen kommunismin vastaisen seurapiiritoimittaja Hedda Hopperin kanssa kärjistyy ja hän päätyy vasemmistosympatioista epäiltynä viihdeteollisuuden mustalle listalle.

Hollywood, 1969 - myyttien, kauneuden ja hirviöiden valtakunta. Elokuvantekijän urasta haaveileva Vikar, jolla on suuria unelmia, saapuu Los Angelesiin ja herättää murhatutkija Slimin huomion.