Norma Desmond, ancienne vedette du cinéma muet, et maintenant âgée et oubliée du grand public. Perdue dans ses souvenirs, elle est émue lorsque le scénariste, Joe Gillis, entre soudainement chez elle et dans sa vie. Joe est un scénariste malchanceux et lutte pour échapper aux créanciers. Norma offre de l’accueillir s’il accepte de monter son scénario incompréhensible de Salomé, un film qu’elle a écrit et dans lequel elle veut jouer le rôle de la séductrice adolescente. Norma est convaincue qu’elle est toujours aussi jeune et belle. Cette croyance est entretenue par Max, qui lui écrit de fausses lettres de fans et la protège de la réalité du monde impitoyable du cinéma.
Pendant ce temps, Joe tombe amoureux de la jeune Betty Schaefer et entreprend un projet de film avec elle.
Forte de la présence de Joe dans sa maison, elle lui prodigue des cadeaux et déclare bientôt son amour pour lui. Son obsession pour le jeune écrivain révèle son instabilité mentale croissante et elle menace de se suicider si Joe la quitte.
Cependant, lorsque Norma apprend la liaison de Joe avec la jeune Betty Schaefer, son état de santé fragile s’effondre. Joe et Betty survivront-ils à la folie de Norma?
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