Victime d'un accident, une mystérieuse femme, amnésique et blessée, erre sur la sinueuse route de Mulholland Drive. Elle se réfugie dans la première maison qu'elle trouve : chez Betty Elms, une apprentie comédienne fraîchement débarquée de province et venue conquérir Hollywood. Intriguée par cette inconnue se faisant appeler Rita, Betty découvre dans son sac des liasses de billets verts et une clef bleue. De plus en plus complices, les deux femmes mènent l'enquête pour retrouver l'identité de Rita. Entre conscience et inconscience.
