Betty Elms, una joven aspirante a actriz, llega a Los Ángeles para convertirse en estrella de cine y se aloja en el apartamento de su tía. Allí conoce a la enigmática Rita, una mujer que padece amnesia a causa de un accidente sufrido en Mulholland Drive. Las dos juntas deciden investigar quién es Rita y cómo llegó hasta allí.
La joven y ambiciosa Nomi Malone (Elizabeth Berkley) viaja a Las Vegas con el objetivo de convertirse en una estrella del espectáculo. Empieza trabajando como bailarina de strip-tease, pero acaba consiguiendo una audición para cantar en el coro de una obra del Casino Stardust, donde trabaja la starlette Cristal (Gina Gershon). Sin embargo, Nomi no tardará en darse cuenta de que el mundo que la rodea es más duro y menos brillante de lo que pensaba.
