Los Angeles, cité des anges. Une mystérieuse femme fatale, amnésique et blessée, erre sur la sinueuse route de Mulholland Drive. Elle se réfugie chez Betty, une apprentie comédienne fraîchement débarquée de sa province et veut conquérir Hollywood. D'abord effrayée par cette inconnue se faisant appeler Rita, Betty découvre dans son sac des liasses de billets verts. De plus en plus complices, les deux femmes décident de mener l'enquête afin de découvrir la véritable identité de Rita...

Fred Madison, saxophoniste, soupçonne sa femme, Renee, de le tromper. Il la tue et est condamné à la peine capitale. Le film raconte l'histoire de cet assassinat du point de vue des différentes personnalités de l'assassin lui-même.

Un étrange personnage vit entouré de clones et d'autres personnages encore plus étranges sur une plate-forme en mer perdue dans le brouillard. Krank, c'est son nom, doit pour ne pas vieillir trop vite voler le rêve des enfants. C'est pour cela qu'il les enlève de la cite portuaire.

En 1919, Mathilde a 19 ans. Deux ans plus tôt, son fiancé Manech est parti sur le front de la Somme. Comme des millions d'autres, il est mort au champ d'honneur. C'est écrit noir sur blanc sur l'avis officiel. Pourtant, Mathilde refuse d'admettre cette évidence. Si Manech était mort, elle le saurait... Elle se raccroche à son intuition comme au dernier fil ténu qui la relierait encore à son amant. Un ancien sergent a beau lui raconter que Manech est mort sur le no man's land d'une tranchée nommée Bingo Crépuscule, en compagnie de quatre autres condamnés à mort pour mutilation volontaire, rien n'y fait... Le chemin est plein d'embûches, ça n'effraie pas Mathilde. Tout paraît surmontable à qui veut défier la fatalité...

Parce qu'il lui manque la faculté de rêver, Krank, un vieil inventeur fou, enlève de jeunes enfants pour leur voler leurs rêves. Pour retrouver son petit frère disparu, One, part à la recherche de la Cité des Enfants Perdus.