Après avoir produit des films à succès, un malfrat se lance dans la musique : de mésaventures en mésaventures, il va rencontrer une chanteuse de talent.
Chili Palmer, un ancien gangster, a brillamment réussi à Hollywood. Mais il n'en peut plus de subir les règles rigides du monde du cinéma et souhaite changer d'activité. Un ami, Tommy Athens, l'initie alors à l'industrie du disque. Il lui présente Linda Moon, une jeune chanteuse pleine d'avenir...