ハリウッドのサンセット大通りに面するある邸宅のプールに、若い脚本家ジョー・ギリス(ウィリアム・ホールデン)の死体が浮かんだ。死んだ彼はそのいきさつを語る……。失職ライターのジョーは、映画会社への脚本売り込みも意の如く進まず、貧窮のどん底にあった。ある日月賦の払込み不足から自動車会社の男に追いかけられたジョーは、サンセット大通りにある荒れ果てた邸宅に逃げ込む。そこにはサイレント映画の大女優ノーマ・デスモンド(グロリア・スワンソン)が、かつての監督であり、最初の夫だったマックス・フォン・マイアリンク(エリッヒ・フォン・シュトロハイム)を執事として、過去の夢に生きていた。ジョーが脚本家だと知ると、ノーマは主演を念願している「サロメ」のシナリオを書くように、とジョーを邸に泊めさせることにした。