En una Los Ángeles de los años 70, donde la contracultura se encuentra en plena efervescencia y los ideales hippies empiezan a desmoronarse, un detective privado con un aire despreocupado y un amor por las sustancias líquidas y sólidas, navega por un mar de locuras y conspiraciones. Doc Sportello, un ex amante del mundo del rock y las fiestas, recibe una inesperada visita de su antigua novia, Shasta Fay Hepworth. Ella le revela que su nuevo amante, un magnate de bienes raíces, está en la mira de una peligrosa organización y le suplica que la ayude a sacarle de problemas.

Bryan Mills, un ex agente de la CIA con habilidades letales, se ha retirado de su vida llena de acción, buscando disfrutar de la tranquilidad junto a su hija Kim. Sin embargo, la paz se ve abruptamente interrumpida cuando su exesposa, Lenore, es brutalmente asesinada en su casa. Bryan, al llegar al lugar del crimen, se convierte en el principal sospechoso debido a las pruebas que apuntan hacia él. En lugar de dejarse atrapar, Bryan decide tomar el asunto en sus propias manos.