Fuyant la police après un cambriolage raté à New York, le voleur Harry Lockhart se retrouve par hasard dans une séance de casting pour un film hollywoodien. Convaincant dans la peau d'un détective privé, il est aussitôt engagé par la production. Le petit truand décide alors de jouer le jeu et se rend à Los Angeles pour rencontrer Perry, un privé homosexuel aux méthodes expéditives, qui va l'aider à préparer son rôle. Lors d'une soirée, Harry est présenté à l’actrice Harmony Faith Lane, en qui il reconnaît une ancienne camarade de classe dont il était secrètement amoureux. Or, les choses prennent une tournure inattendue lorsque la jeune femme demande au faux comédien, qu'elle prend pour un vrai détective, d'enquêter sur le suicide suspect de sa soeur.