Hollywood entre 1927 et 1931. George Valentin (Jean Dujardin) est une vedette du cinéma muet à qui tout sourit. L'arrivée des films parlants va le faire sombrer dans l'oubli, l'alcool et la misère. Peppy Miller (Bérénice Béjo), une jeune figurante, va au contraire être propulsée au firmament des étoiles. Le film est l'histoire de leurs destins croisés.