En 1969, l'acteur de télévision Rick Dalton et son ami et doublure, le cascadeur Cliff Booth, sont totalement perdus dans une industrie du cinéma en pleine mutation. Ils ne comprennent plus cette Cité des anges qui assiste à l'émergence du mouvement hippie et à l'arrivée cauchemardesque du gourou Charles Manson...
Etats-Unis, années 1950. Andy, 20 ans, vit avec un père élégant, mais froid. Il n'est pas autorisé à voir sa mère depuis qu'elle est internée. Le jeune homme est timide et peine à séduire. Il finit par rencontrer un ami de son père, le docteur Wallace Fiennes qui l'invite dans sa tournée des asiles psychiatriques de Californie. Sur place, il prend des photos de ses patients...
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