California, año 1970. A Doc Sportello, un peculiar detective privado de Los Ángeles, le pide ayuda su exmujer, una seductora "femme fatale" debido a la desaparición de su amante, un magnate inmobil...

La historia está ambientada a finales de los años sesenta en Los Ángeles. Doc Sportello es un detective privado que hace mucho tiempo que no ve a su ex novia Shasta, hasta que un día ésta contrat...