Rita sofre um acidente e perde a memória em Mulholland Drive, uma das estradas nos arredores de Hollywood. É ajudada por Betty, uma jovem aspirante a estrela que acabou de chegar a Los Angeles. Do outro lado da cidade, Adam, realizador de cinema, descobre que a Máfia controla o seu último trabalho. Um cowboy, uma vidente, um anão e alguns ilusionistas... Uma história de amor na cidade dos sonhos.