Em uma comunidade litorânea da Califórnia, o solitário detetive particular Larry "Doc" Sportello costuma lidar com os seus casos através da fumaça de um cigarro de maconha. Um dia, ele recebe a visita inesperada da ex-namorada Shasta, por quem ainda sente algo. Shasta precisa da ajuda de Larry para encontrar seu amante, Mickey Wolfmann, um bilionário do mercado imobiliário, que desapareceu misteriosamente. Aparentemente, a esposa de Mickey está tentando interná-lo em um hospital psiquiátrico.