Los Angeles, 1970.
Le rêve hippie est ébranlé par les folies de Charles Manson et une guerre traumatisante au Vietnam. Doc Sportello est un détective privé d’un genre particulier : il vit sur une des plages de la ville, est un adepte du joint bien roulé, et, à l’occasion, du trip intersidéral à l’acide. Avec son meilleur ennemi, le flic Bigfoot, il enquête sur l’étrange disparition du milliardaire Mickey Wolfmann. Tous deux ont de bonnes raisons de vouloir tirer au clair cette affaire