Dans les années 1930, J.J. Gittes, un détective privé de Los Angeles, est engagé par une femme pour établir une filature sur un ingénieur à l'emploi de la ville, Mulwray. Les conséquences de cette filature lui font découvrir certaines manigances pour utiliser des réservoirs de la ville à des fins personnelles. Entre-temps, Mulwray est assassiné et Gittes, compromis par ses activités, entreprend de trouver le meurtrier pour affermir sa réputation. Son enquête l'amène à solliciter l'aide de la veuve du défunt et ce n'est pas sans peine qu'il arrive à faire la lumière sur l'affaire.