Filmy hollywood, awangarda, reżyser filmowy

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?

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.