Johnny Marco (Stephen Dorff) é um bem sucedido ator de Hollywood que não possui uma reputação das melhores. Hospedado no lendário hotel Chateau Marmont para recuperar-se de um acidente no set de filmagens, ele passa os dias em festas com strippers ou dirigindo sua Ferrari por puro prazer. Porém, o ator tem sua rotina subitamente alterada pela presença de Cleo (Elle Fanning), sua filha de 11 anos, que passa a visitá-lo com certa frequencia. Embora a princípio seja incapaz de dar à menina a atenção que precisa, a progressiva aproximação leva Johnny a reavaliar sua vida.