Joe Gillis, un jeune scénariste fauché et poursuivi par des créanciers, se réfugie par hasard dans une immense demeure délabrée de Sunset Boulevard. C'est la résidence de Norma Desmond, une ancienne gloire du cinéma muet qui vit recluse dans ses souvenirs de grandeur sous la protection de son fidèle majordome. Convaincue qu'elle peut faire un retour triomphal à l'écran, elle engage Joe pour retravailler le scénario qu'elle a écrit. Le jeune homme se laisse peu à peu emprisonner dans cette prison dorée, prisonnier de la folie grandissante de la tragédienne.