Roy Fehler, étudiant, s'engage dans la police de Los Angeles. Il fait équipe avec Andy Kilvinski, un vétéran de la profession qui lui enseigne les principes de la rue. Accro à son nouveau métier, Fehler délaisse bientôt sa famille.
Élevée à la campagne, Esther Blodgett rêve de percer à Hollywood. Alors qu'elle est serveuse dans un réception, elle croise le regard de l'acteur Norman Maine, qui l'introduit dans le monde du septième art.
À New York, un producteur au chômage prend sous son aile une jeune Anglaise, talentueuse "song writer" abandonnée par son petit ami, futur pop star.
Norman Maine, acteur vieillissant et alcoolique, décèle en Esther Blodgett, une jeune chanteuse, un talent qui ne demande qu'à s'épanouir. Mais Norman, une fois marié à Esther, étoile naissante de la comédie musicale, supporte mal le succès de sa femme et se remet à boire...