La Mia (Emma Stone) és una de les moltes aspirants a actriu que viuen a Los Angeles a la recerca del somni de Hollywood: es guanya la vida com a cambrera mentre es presenta a proves de càsting. Sebastian (Ryan Gosling) és un pianista que viu de les actuacions de segona que li surten, i el seu somni és regentar el seu propi club on retre tribut al jazz més pur.