En los años 80, un grupo de jóvenes de Compton, California, se encuentra atrapado en un entorno de violencia y desigualdad social. Sin embargo, su amor por la música y su deseo de compartir su realidad los lleva a formar un revolucionario colectivo de rap. A medida que comienzan a grabar, los miembros –conocidos como N.W.A– rompen esquemas con sus letras crudas y auténticas que reflejan la vida en sus vecindarios.

En un futuro cercano, un escritor solitario llamado Theodore Twombly vive en una ciudad moderna, pero su vida emocional es un caos. Atrapado en una relación fallida y luchando con su soledad, descubre un nuevo sistema operativo diseñado para adaptarse a las necesidades del usuario. Este OS se llama Samantha y tiene una voz única, amable y sorprendentemente perspicaz, interpretada por Scarlett Johansson. A medida que Theodore comienza a interactuar con Samantha, se siente cada vez más atraído por su personalidad vibrante y su capacidad de entenderlo como nadie más lo ha hecho.

En una ciudad donde la delincuencia y el desorden son pan de cada día, un experimentado detective de policía se encuentra en un aprieto. Su estilo serio y su enfoque estricto del trabajo lo convierten en el blanco de risas entre sus compañeros. Pero cuando se le asigna un nuevo compañero, un actor de Hollywood en busca de un papel que lo catapulte a la fama, la situación se vuelve surrealista. Juntos, tienen la tarea de desmantelar una peligrosa banda criminal, pero se ven envueltos en un constante tira y afloja entre la realidad de la vida policial y la fantasía del cine.