Rick Dalton, vedette du petit écran sur le déclin, noie son chagrin dans l'alcool. Sa rencontre avec l'agent Marvin Schwarz, grand fan de son travail, peut-elle sauver sa carrière ? Doublure cascade de Rick, Cliff Booth est l'homme à la réputation la plus sulfureuse de tous les plateaux de tournage - on raconte qu'il aurait commis un meurtre et s'en serait tiré. La jeune Sharon Tate a quitté son Texas natal pour réaliser son rêve de devenir actrice.
Elle vit désormais dans sa villa de Cielo Drive, sur les collines de Hollywood. Charles Manson, ancien taulard, s'improvise leader d'une bande de hippies. Mais il changerait bien de casquette pour devenir une star du rock'n'roll...