在哈里（小羅伯特·唐尼飾）的旁白中，這個帶著黑色幽默的故事展開。衰運連連的慣偷哈里因躲避追捕誤入好萊塢選秀片場，意外被導演選中出演偵探角色。劇組安排他跟隨真實偵探佩里（方·基默飾）體驗生活，兩人隨即接手調查一樁女性死者命案。哈里在派對重逢年少夢中情人哈莫妮（米歇爾·莫納漢飾），得知她因妹妹神秘自殺而深陷困境。為博取芳心，哈里暗中追查真相時發現妹妹死因竟與佩里調查的命案存在關聯。隨著雙線調查深入，兩人逐漸揭開好萊塢某制片公司利用人體實驗制造"完美演員"的黑暗陰謀。原來佩里正是受雇于該機構監視哈里的臥底探員，而所謂選秀機遇實為精心設計的誘捕計劃。最終哈里在揭露罪行過程中完成從竊賊到真正偵探的身份蛻變，佩里的立場也在追查真相時發生關鍵性轉變。