Adaptación de la novela de Thomas Pynchon, situada durante los psicodélicos años 70, en la que se siguen las andanzas de Doc Sportello, un detective privado con métodos poco ortodoxos, que recibe el encargo de su expareja para que encuentre el paradero de su actual amante, un magnate de la construcción. Por el camino, el agente de la ley se encontrará con extraños personajes surgidos en la ciudad de Los Ángeles de los años sesenta, como un grupo de surferos, hippies o una organización secreta de dentistas.