Uprostřed noci na pusté losangeleské ulici Mulholland Drive se schyluje k vraždě. Do luxusního cadillacu však narazí vůz řízený opilými mladíky dřív, než stačí muž ve večerním obleku zastřelit elegantní tmavovlásku. Muži v autě zemřou, otřesená žena bloudí nočními ulicemi. Plavovláska Betty Elmsová, která právě přijela z rodného kanadského zapadákova Deep River do Hollywoodu, vyděšenou oběť ráno najde v zamčeném bytě poblíž Sunset Boulevardu, který jí na čas přenechala tetička Ruth. Neznámá, která si podle plakátu na film Gilda začne říkat Rita, ztratila paměť - a Betty se rozhodne pomoci jí pátrat po minulosti plné temných stínů. Zároveň se pokouší realizovat svůj sen stát se herečkou.