Inspiré de faits réels et se déroulant aux États-Unis à l'époque du maccarthysme, l'histoire met en scène Howard Prince, un simple barman sans convictions politiques, qui accepte par amitié pour un scénariste mis sur la liste noire de devenir son « prête-nom ».
Un producteur hollywoodien a confié à l’auteur renommé Richard Benson la tâche de trouver le sujet d’un film. À Paris, Richard, censé être resté enfermé durant des semaines pour travailler à son scénario, a perdu tout son temps à festoyer en compagnie de son inséparable bouteille. Comme il ne lui reste plus que deux jours pour trouver une histoire, il recrute la secrétaire Gabrielle Simpson pour l'aider. Dans la précipitation, des idées aussi farfelues que décousues fusent des cerveaux en ébullition des deux scribouillards pendant que l’amour fera le reste…
Un cinéaste dépressif fuit le monde du cinéma et se réfugie dans un univers peuplé de souvenirs et de fantasmes. Surgissent des images de son passé, son enfance et l'école religieuse de sa jeunesse, la Saraghina qui dansait sur la plage pour les écoliers, ses rêves fous de « harem », ses parents décédés. Dans la station thermale où il s'est isolé, son épouse Luisa, sa maîtresse Carla, ses amis, ses acteurs, ses collaborateurs et son producteur viennent lui tourner autour, pour qu'enfin soit réalisé le film sur lequel il est censé travailler.
Le scénariste parisien Paul et son épouse Camille rejoignent le réalisateur Fritz Lang en tournage pour le compte du producteur de cinéma américain Jeremy Prokosch, sur le plateau du film Ulysse (une adaptation de l’Odyssée) en chantier à la villa Malaparte à Capri en Italie.
Un producteur tout-puissant soutient un jeune scénariste ambitieux. L'épouse du producteur, une actrice aigri, au crépuscule de sa carrière, devient son amante. Le scénariste écrit un film dont la trame change sous l'influence des événements. Or, subitement, le producteur est assassiné. Les soupçons se portent sur son protégé...
À la fin de la Seconde Guerre mondiale, Eva Berger a fui les territoires à l'est de l'Allemagne pour l'ouest. Elle travaille maintenant comme figurante au cinéma. Le réalisateur Frank Tornau la remarque et lui fait passer des essais. Eva raconte alors l'histoire de sa vie. Tornau trouve là la matière pour un film. Son auteur Paul écrit un scénario et pense que Mona Arendt sera la vedette du film. Tornau souhaite qu'Eva reprenne son propre rôle. Stefan, l'époux d'Eva, s'oppose à la réalisation de ce film. De plus, il se rend compte de l'histoire d'amour qui naît entre Eva et Tornau. Le tournage s'avère une torture pour Eva qui revit son passé. Au cours de la dernière scène, alors qu'elle s'est séparée de son mari blessé, elle fait une dépression nerveuse. Cependant elle se rapproche de Stefan avec lequel elle se réconcilie.
Deux scénaristes doivent écrire une histoire pour un nouveau film. Leurs inspirations contradictoires vont faire vivre des situations rocambolesques à leurs deux héros, Henriette et Maurice…
La scène d’ouverture présente le cadavre d’un homme assassiné qui flotte sur le ventre, dans une piscine. Un narrateur explique que l’homme était un scénariste raté. Commence alors un flashback, tandis que le narrateur, un certain Joe Gillis (William Holden), criblé de dettes, décrit sa tentative de fuir deux huissiers venus le trouver pour saisir son automobile. Au cours d’une course-poursuite sur Sunset Boulevard, Gillis crève un pneu et parvient presque par hasard, comme un tour de force du destin, à les semer en parquant son véhicule dans une allée privée. Il le gare dans le garage d’une villa qui semble abandonnée, mais une voix de femme l’appelle et un domestique allemand, Max (Erich von Stroheim), le fait entrer. La propriétaire, une vieille femme, le prend pour un croque-mort venu livrer un cercueil pour son chimpanzé mort. Gillis reconnaît Norma Desmond (Gloria Swanson), une vieille gloire du cinéma muet tombée dans l’oubli. Apprenant qu’il est scénariste, elle lui propose de l’employer pour mettre en forme un scénario sur Salomé, qu’elle a l’intention d’incarner pour son retour. Gillis saisit cette chance de gagner de l’argent.
À Hollywood, le scénariste Dixon Steele (caractériel, violent et en panne d'inspiration...) est suspecté d'avoir étranglé une jeune femme qu'il avait invitée chez lui. Sa voisine, la ravissante Laurel Gray, l'aide en confirmant son alibi et tombe amoureuse. Mais le doute s'immisce... Est-il vraiment innocent?
« Qu’en était-il du triste sort infligé aux scénaristes à l’époque des cavernes ? Jugez par vous-mêmes ». Un personnage chauve et à lunettes, assis dans son bureau, producteur de la préhistoire — reconnaissable à son short en peau de bête — reçoit une proposition de script sous forme d’un rouleau de parchemin qu’il commence à réduire à grands coups de ciseaux. Il auditionne d’abord une jeune femme qui se livre à un numéro de charme se terminant par un grand écart, puis il reçoit un clown coiffé d’un chapeau melon (qui pourrait être Charlot), avant d’engager un athlète qui lui montre sa force en malmenant une chèvre que l’on a remarquée auparavant broutant le short du producteur et les pages refusées. « Et maintenant, ils tournent ce qui reste de l’histoire ». On assiste à une querelle entre l’athlète et celui qui doit être le réalisateur, qui se termine par un K.O. général. Puis la vedette, chevauchant la chèvre comme un pur-sang, galope dans la nature, suivi par un dinosaure qui sert de grue pour effectuer un mouvement de caméra, l’appareil de prise de vues étant très drôlement actionné par le caméraman qui fait tourner un pédalier de vélo et non pas une manivelle. L’homme au petit chapeau s’exerce ensuite au lancer de couteaux sur l’athlète, ligoté par un singe, puis fait la cour à la belle. Le couple reçoit enfin la bénédiction d’un chaman perché en haut d’un cocotier. Le film doit encore subir les outrages de la censure, représentée ici par trois hommes à chapeau haut-de-forme qui menacent le producteur à qui il ne reste plus qu’à mutiler la pellicule. « Et c’est alors que s’avance le fier scénariste pour voir ce qu’on a fait de son chef d’œuvre ». La projection commence avec le titre à double sens : « Qui est le bouc ? bâclé d’après l’histoire d’Aloysius Flintpebble ("pierre à silex")». Film qui a obtenu le « visa N° 7-11 » ! Il ne reste de l’histoire filmée que des débris sans queue ni tête mais qui se termine par un mariage. Le scénariste s’arrache les cheveux et met au tapis le producteur. « C’est un bon scénario qui reconnaît son auteur… Après, ça devient un film » (It’s a wise scenario that knows its own author… after it gets in the movies).