Betty es una bella joven aspirante a actriz recién llegada a Los Angeles, y su más grande sueño es convertirse en estrella de cine. Al llegar, vivirá en el apartamento de su tía, donde conoce a Rita: una mujer que padece amnesia a causa de un accidente sufrido en Mulholland Drive. Ahora las dos se darán a la tarea de investigar quién es Rita y qué fue lo que en realidad pasó. Un brutal paseo por la mente como sólo Lynch podía concebirlo.