À San Francisco, John Ferguson (dit Scottie) est un ancien policier qui vit de ses rentes. Lors d'une tragique course-poursuite sur les toits, un collègue est mort en lui sauvant la vie. Rongé par la culpabilité, Scottie est devenu acrophobe et a quitté son métier. Il entretient une relation devenue amicale avec Marjorie Wood dite « Midge » (Betty dans la version française), toujours éprise de lui.
Mrs Edythe Van Hopper, horripilante veuve âgée, accompagnée de sa jeune dame de compagnie, est en villégiature à Monte-Carlo dans l'hôtel Côte d'Azur lorsque leur chemin croise celui d'un riche veuf, Maxim de Winter. Ce dernier n'a aucun mal à séduire la jeune femme et, dans la foulée, à l'épouser et l'emmener dans sa demeure ancestrale de Manderley, quelque part sur la mystérieuse côte de Cornouailles.
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.
Avant même l'apparition du générique, le film débute par une scène onirique représentant des danseurs de jitterbug ; une femme (Naomi Watts), d'abord entourée d'un couple âgé, s'avance pour recevoir les applaudissements ; un lit et son occupant endormi sont montrés. Victime d’un accident de voiture, une mystérieuse femme aux cheveux noirs (Laura Harring), amnésique et blessée, erre sur la sinueuse route de Mulholland Drive : elle se dirige vers Los Angeles. Les enquêteurs chargés de mener les recherches sur l'accident indiquent qu'ils suspectent qu'un troisième passager, peut-être une femme, se soit enfui jusqu'à la ville. À l'aube, cette femme se glisse dans l'appartement qu'une femme rousse et plus âgée s'apprêtait à quitter. Dans un Winkie, nom d'une chaîne de restaurant, un homme (interprété par Patrick Fischler) raconte à son ami le cauchemar qu'il a eu dans lequel il y avait un horrible personnage derrière le bâtiment. Quand ils examinent les lieux, le personnage apparaît et l'homme ayant fait le cauchemar s'évanouit d'effroi. Alors que la femme aux cheveux noirs dort, plusieurs appels téléphoniques énigmatiques concernant sa localisation sont passés.
Lors d'un voyage en train, Mathieu Faber raconte aux passagers de son compartiment ses amours avec Conchita, femme radieuse qu'il poursuit de son obsession à travers l'Europe. Mais elle se dérobe toujours à ses avances...
Séverine Serizy (Catherine Deneuve) est une jeune et très belle femme aux fantasmes masochistes assez particuliers. Elle est mariée au très charmant docteur Pierre Serizy (Jean Sorel) qu'elle aime « au-delà du plaisir ». Elle ne parvient pas en effet à trouver le plaisir auprès de lui, ce qui les frustre tous deux. Un ami du couple, que le jeune docteur apprécie beaucoup plus que sa femme, Monsieur Henri Husson (Michel Piccoli), en vient à parler à Séverine d'un bordel de luxe qu'il fréquentait dans le passé et, accessoirement, lui avoue son désir pour elle.
Claude, un élève brillant, doué et manipulateur du lycée Gustave Flaubert, à tendance pervers narcissique, provoque l’enthousiasme de son professeur de français à qui il fait part de ses écrits voyeuristes, qu'il rédige au détriment d'un camarade de classe.
Graham Dalton revient, après neuf ans d'absence, dans la ville de son adolescence, Baton Rouge. Il y est accueilli par son vieil ami John Millaney, qu'il n'a pas vu une seule fois depuis son départ. Celui-ci est marié à Ann, femme au foyer timide et réservée, qu'il trompe avec Cynthia, la sœur d'Ann. Graham apparaît comme un être étrange et se lie d'amitié avec Ann. Celle-ci découvre un jour qu'il possède de nombreuses cassettes vidéos, chacune portant un nom féminin : Graham lui avoue que son hobby est d'interviewer des femmes afin qu'elles lui racontent leurs expériences intimes...
Le parcours sexuel d'une femme, raconté en huit chapitres successifs par le personnage principal, Joe, qui s'est auto-diagnostiquée comme étant une nymphomane.
Le film évoque le duel psychologique entre Marge Ofenbey, isolée loin de tous dans une maison, et Walter, son sinistre mari manipulateur. Christian, le neveu de Marge, vient aider sa tante mais découvre les secrets que cachent Marge et Walter. Que cherche véritablement Walter? Pourquoi Marge est-elle hantée par les étoiles?
Après un grave accident automobile, James Ballard nourrit une étrange fascination pour les blessures et se lie physiquement avec la passagère de la voiture d'en face…
Une jeune femme plutôt naïve épouse un riche veuf et part s'installer avec lui dans son manoir gigantesque. Mais elle constate que le souvenir de la première épouse maintient une emprise sur son mari et les domestiques.
Alex est en pleine crise de la quarantaine. À la suite d'une erreur, il s'achète sur Internet Monique, une poupée moulée en silicone dernier cri. Ses avantages par rapport à une femme réelle : elle est toujours disponible, toujours heureuse, compréhensive, ne fait pas de crises, ne pleure pas. Il est séduit, son entourage ne suit pas…
Min-soo est un adolescent malentendant, introverti et homosexuel qui est amoureux d'un de ses camarades de classe, Ji-seok. À cause de son problème de surdité, ses camarades de classe le tourmentent et prennent sa surdité pour un problème mental. Le frère de Min-soo, plus jeune que lui, ne le respecte pas dû au fait qu'il est malentendant.
Sylvain, solitaire et cinéphile, tient le cinéma de quartier d'une commune de province en Saône-et-Loire et habite dans son sous-sol. À chaque fin de séances, il part en quête meurtrière nocturne.