El experimentado músico Jackson Maine se enamora de Ally. Ella casi ha renunciado a su sueño de triunfar como cantante hasta que Jack la convence de ser el centro de atención. Pero incluso cuando la carrera de Ally despega, el lado personal de su relación se está desmoronando, mientras Jack lucha en una batalla en curso con sus propios demonios internos.

En 1969, Los Ángeles, es el verano del amor y el actor de televisión Rick Dalton, acompañado por su doble de acción Cliff Booth, ambos se esfuerzan por hacerse un nombre en una industria que ya casi no reconocen. Mientras navegan por los últimos años de la Edad de Oro de Hollywood, algo peligroso y malvado se prepara justo debajo de la superficie del deslumbrante Tinseltown.

En 1961, el piloto de pruebas de la NASA Neil Armstrong está volando el avión cohete X-15 cuando, inadvertidamente, rebota en la atmósfera. Aunque logra aterrizar el avión en el desierto de Mojave, sus colegas expresan preocupación de que su reciente historial de percances se deba a la distracción, y es puesto en tierra. Su hija de dos años y medio, Karen, está recibiendo tratamiento por un tumor cerebral. Desesperado por salvarla, Armstrong lleva un registro detallado de sus síntomas y trata frenéticamente de encontrar posibles tratamientos, pero ella muere poco después. Devastado por el dolor, Armstrong solicita unirse al Proyecto Géminis y es aceptado en el Grupo 2 de astronautas de la NASA. Armstrong, su esposa Janet y su hijo Rick se mudan a Houston junto a otras familias de astronautas. Armstrong entabla amistad con Elliot See, otro piloto de pruebas civil, y Ed White (astronauta). Mientras Armstrong comienza su entrenamiento, Deke Slayton destaca a los nuevos astronautas la importancia del programa Géminis, ya que la Unión Soviética había alcanzado cada hito en la Carrera Espacial antes que Estados Unidos. Armstrong y Janet tienen un segundo hijo, Mark.