深夜的穆赫兰道发生一桩车祸，女子丽塔（劳拉·赫利 Laura Harring 饰）在车祸中失了忆。她跌跌撞撞来到一个公寓里藏身。一名男子说他常常梦见一个叫云奇的地方，那里有个恶魔盯着他。于是就来到云奇，果真见到墙后有怪物出现，男子当场晕死。另有一名杀手杀死了他面前 的男人，然而蹩脚的他却惹来了不少一连串的麻烦。
故事回到一个刚到好莱坞“寻梦”的女子贝蒂（娜奥米·沃茨 Naomi Watts 饰），她的姨父姨母在电影圈有广泛人缘，让贝蒂的发展如虎添翼，试镜大受好评。同时，她所住的公寓，正好是丽塔藏身之地。贝蒂收留了丽塔，二人感情融洽。面对记不起自己是谁的丽塔，贝蒂决定帮助她寻找回自己的记忆。一名导演想自己决定新戏的女主角，却被他人强行安排人选。工作不顺意的他还发现妻子和清洁工睡在一起。
这些看似松散的事件，就像一个迷宫，引向一个让人猜不透的世界……
亚当（汤姆·希德勒斯顿 Tom Hiddleston 饰）和夏娃（蒂尔达·斯文顿 Tilda Swinton 饰）是一对携手共同穿越了数百年时光的吸血鬼恋人，从中古走到现代，两人经历了人类社会的数度大起大落，目前分居底特律和坦吉尔两地。
亚当是一名地下音乐人，他厌恶无能又残暴的人类，将他们称作“僵尸”，陷入了抑郁的情绪中无法自拔的亚当甚至购买了木质子弹，打起了自行了断的念头，得知了恋人的糟糕状态，夏娃千里迢迢赶到了亚当的身边。短暂的重逢为亚当带来了新的希望，但令他感到不快的是，夏娃那臭名昭著的妹妹艾娃（米娅·华希科沃斯卡 Mia Wasikowska 饰）亦闯入了他们的生活之中。艾娃的到来带来的是灾难和诅咒，她不仅杀死了亚当唯一的人类朋友伊兰（安东·尤金 Anton Yelchin 饰），更将姐姐和姐夫两人的生活搅得一团糟。
美军侵入伊拉克后，上士威廉姆斯•詹姆斯（杰瑞米•雷纳 Jeremy Renner 饰）被调入陆军亡命连拆弹组，接替刚在巴格达执行任务中牺牲的同事。拆弹组另两人，负责联络的士官桑波恩（安东尼•麦凯 Anthony Mackie 饰）和负责掩护的特种兵欧文（布莱恩•杰拉蒂 Brian Geraghty 饰）对意气用事的威廉姆斯相当反感。
但在联合国大楼的拆弹行动中，抗拒命令强行拆弹的威廉姆斯却得到上校瑞德（大卫•莫尔斯 David Morse 饰）的赞赏。在一次仓库拆弹任务中，威廉姆斯认为被用作尸体炸弹的伊拉克小男孩是他在军营认识的卖盗版DVD的贝克汉姆（克里斯托佛•萨伊 Christopher Sayegh 饰）。小贝克汉姆的死让威廉姆斯更为疯狂，竟私离军营单枪匹马入城调查……
