Дія сюжету розгортається в 1969-му році. Актор Рік Далтон (Леонардо ДіКапріо) - колишня зірка колись популярного телевестерна «Bounty Law» - разом зі своїм дублером Кліффом Бутом (Бред Пітт) безуспішно намагається зробити кар'єру в Голлівуді, який змінився до невпізнання за останні роки. Однак незабаром з'ясовується, що у Ріка є знаменита сусідка - актриса Шерон Тейт (Марго Роббі), дружина режисера Романа Поланскі, згодом жорстоко вбита членами секти Чарльза Менсона (Деймон Херріман).

Також в акторському складі значаться Аль Пачіно, Тім Рот, Майкл Медсен, Курт Расселл, Брюс Дерн, Тімоті Оліфант, Джеймс Марсден, Скут МакНейрі, Деміен Льюїс, Дакота Фаннінг, Люк Перрі, Еміль Хірш, Маргарет Куеллі, Кліфтон Коллінз-мл., Ніколас Хеммонд, Кіт Джефферсон, Майк Мо, який втілить образ культового актора і майстра бойових мистецтв Брюса Лі, а також Рафаль Заверуха, який отримав роль молодого режисера Романа Поланскі.

Леонардо Ді Капріо, Одного разу у Голлівуді