Riggan Thomson est un acteur autrefois célèbre pour avoir incarné le super-héros emblématique Birdman qui tente de retrouver la gloire en montant une pièce de théâtre ambitieuse à Broadway. À quelques jours de la première, il doit faire face aux caprices de ses comédiens, à des problèmes financiers majeurs et à sa relation compliquée avec sa fille tout juste sortie de cure de désintoxication. Pour ne rien arranger, Riggan est harcelé par la voix intérieure de son ancien alter ego de fiction qui tente de le convaincre de renoncer au théâtre. Il sombre peu à peu dans une crise existentielle profonde.