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.
L'éditeur Larry Lipton et son épouse Carol logent dans un luxueux appartement de Manhattan où ils se lient rapidement d'amitié avec leur voisins de palier, Paul et Lillian House. Un jour, cette dernière décède d'une crise cardiaque. Une mort étrange pour celle qui n'avait jamais eu de problèmes de santé. Petit à petit, l'idée d'un meurtre se précise et Carol Lipton est bien décidée à l'élucider.
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