Un enquêteur privé, Mel Samson, parcourt les rues de Los Angeles pour retrouver une jeune femme, Dorothy Mahler. Il se retrouve alors emmêlé dans un scandale minable dans des lieux dépravés...
Détective privé inepte et accro à la marijuana, Larry ''Doc" Sportello se balade dans le Los Angeles des seventies à la recherche d’argent facile, d’amour libre et de bon temps. Mais lorsque son ancienne petite amie disparaît, Doc s’attaque à son enquête la plus déroutante à ce jour et s’aventure dans les bas-fonds de la Cité des Anges afin de la retrouver.
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