Avril 1979. Le cinéaste Wim Wenders se rend à New York chez le réalisateur Nicholas Ray. Atteint d'un cancer, ce dernier souhaite faire un dernier film avec son ami. Ce long métrage est avant tout pour lui une forme de testament.
A Los Angeles, Émilie, séparée de l’homme qu’elle aime, cherche un logement pour elle et son fils de 8 ans. Elle en trouve un, y installe des meubles récupérés dans les déchets jetés à la rue. Son désarroi est plus exprimé par les autres qu’elle observe que par elle-même, vivant silencieusement un exil démultiplié...
En 1978, à New York, l'agent spécial Joe Pistone est désigné par le FBI pour infiltrer une des familles les plus puissantes de la côte Est. Coupé de son milieu, Donnie va peu à peu s'identifier à ceux qu'il doit détruire.