A Los Angeles, une aspirante comédienne et un pianiste de jazz exigeant tombent amoureux l'un de l'autre et tentent de réaliser leurs rêves.
A Los Angeles, Mia, aspirante actrice, est fatiguée d'enchaîner les auditions. Sebastian, un pianiste de jazz, est remercié du club miteux où il exerce car son jeu n'est pas assez accessible aux touristes de passage. Les deux jeunes gens se rencontrent dans un embouteillage, partent sur de mauvaises bases avant de découvrir leurs nombreux points communs. Ils tombent amoureux l'un de l'autre. Sebastian veut monter son propre club pour y jouer enfin la musique qu'il aime et encourage Mia dans ses projets. Il est engagé dans un groupe dont le style est aux antipodes du sien, s'absente trop souvent et s'éloigne de son rêve. Ce qui inquiète Mia...
Enorme succès critique et public, le film de Damien Chazelle, primé six fois aux Oscars, doit beaucoup à son duo d'acteurs, Emma Stone et Ryan Gosling.