Filmy hollywood, pistolet, reżyser filmowy

Naiwna blondynka Betty Elms (Naomi Watts) przybywa do Hollywood z marzeniem o karierze aktorskiej. Zanim jednak zdoła zrobić pierwszy krok w stronę Fabryki Snów, spotyka Ritę (Laura Harring). Przerażona, zakrwawiona kobieta pojawia się pewnej nocy w domu, w którym zatrzymała się Betty. Rita jest jedyną ocalałą osobą z koszmarnego wypadku samochodowego, który wydarzył się na Mulholland Drive. Przed kraksą kobietę usiłowali zgładzić płatni mordercy. Rita nie wie jednak dlaczego; w wyniku wypadku cierpi na amnezję: nie ma pojęcia skąd się wzięła, kim jest - i nawet jej imię nie jest prawdziwe; tajemnicza nieznajoma wymyśliła je patrząc na plakat z Ritą Hayworth. Poczciwa Betty postanawia pomóc Ricie w wyjaśnieniu jej zagadki. Prywatne śledztwo zaprowadzi dziewczynę dużo dalej niż mogłaby się spodziewać - do alternatywnej rzeczywistości, której istnienia nawet nie podejrzewała; to Fabryka Snów, tyle tylko, że sny są tu dusznymi koszmarami.

Autor bestsellerowych poradników dr Stafford Weiss jest szanowanym nestorem hollywoodzkiej dynastii. Choć zbił fortunę na doradzaniu innym, nie do końca radzi sobie z sytuacją we własnym domu. Jego żona Cristina (Olivia Williams) większość czasu poświęca karierze ich 13-letniego syna Benjiego od kilku lat mającego poważane problemy z narkotykami. Ich dorastająca córka Agatha (Mia Wasikowska), u której lekarze zdiagnozowali piromanię, zaprzyjaźnia się z Jeromem (Robert Pattinson) – młodym szoferem, któremu marzy się aktorska kariera. Czy przepustką do niej będzie romans z pacjentką Stafforda, aktorką Havaną Segrand (Julianne Moore), która od lat nie potrafi poradzić sobie ze sławą swojej zmarłej matki?