Filmy surrealizm, czerwona sukienka, neo-noir

Akcja filmu toczy się w Hollywood. Animowany bohater królik Roger, wynajmuje prywatnego detektywa Eddiego Valianta (Bob Hoskins), który ma za zadanie śledzić żonę gwiazdora i zdobyć dowody jej zdrady. Kiedy zostaje zamordowany domniemany kochanek pięknej Jessiki, podejrzenie spada na Rogera. Niczemu winny królik ścigany przez policję może liczyć jedynie na pomoc Eddiego.

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.