Inland Empire, un quartier de Los Angeles proche du désert californien. L'actice Nikki Grace s'apprête à tourner le remake de "47", un film qui n'a jamais pu être achevé à cause d'une malédiction... Sur le tournage, elle rencontre Devon, qui incarne l'amant de son personnage. Mais très vite, la passion déborde de la pellicule sur la vie réelle... ou est-ce l'inverse ? Se prenant au jeu de son personnage, Nikki s'égare progressivement entre rêve et réalité. Alors qui est-elle vraiment ?