Es war einmal in Hollywood im Jahre 1969: Rick Dalton hat schon bessere Tage gesehen. Einst war der Schauspieler ein gefeierter Fernsehstar. Doch diese Zeiten sind längst vorbei. Inzwischen hält er sich mehr schlecht als recht mit Gastauftritten als Bösewicht in anderen TV-Produktionen über Wasser. Denn den Sprung auf die große Kinoleinwand hat er nie geschafft. Dabei ist sein Stunt-Double und Freund Cliff Booth stets an seiner Seite. Am Tiefpunkt seiner Karriere angelangt, bekommt Rick allerdings einen prominenten Nachbarn. Der Regisseur Roman Polanski ist mit seiner Frau, der Schauspielerin Sharon Tate in das Haus nebenan eingezogen. Während Tate das Leben in Amerikas Traumfabrik in vollen Zügen genießt, droht ihr Glück ein jähes Ende zu nehmen. Denn die mörderische Gruppe um Charles Manson plant eine Gräueltat, wie sie die Welt noch nicht gesehen hat...

Jazzmusiker Fred Madison findet vor seiner Haustür ein Video. Darauf ist eine Aufnahme des eigenen Hauses zu sehen. Als er am nächsten Tag eine weitere Aufnahme findet, die ihn und seine Frau Renée schlafend zeigt, schaltet Fred die Polizei ein. Auf einer Party trifft Fred auf einen mysteriösen Mann, der ihm sagt, er sei gerade in dem Moment, in dem er mit ihm spricht, in seinem Haus. Fred Madison soll seine Frau brutal ermordet haben und landet dafür in der Todeszelle. Eines Morgens sitzt dort jedoch nicht mehr Fred, sondern der unbescholtene Mechaniker Pete ...