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.