デトロイトの自動車製造協会のバーゲン・ポールセン（ギル・ジェラード）は、展示会で最新型車をアピールし、”ビッグ・スリー”に対する排ガス訴訟が進行中の件をインタビューで質問される。
妻を亡くして以来、酒浸りの私立探偵ホランド・マーチ（ライアン・ゴズリング）は、13歳の娘のホリー（アンガーリー・ライス）からの電話メッセージで、まともに仕事をするようにと言われる。
”一生、幸せになれない男”という手に書かれた文字を見つめながら、マーチは自分の人生を嘆く。
依頼人のアメリア・カットナー（マーガレット・クアリー）に会ったヒーリーは、牛のメモ用紙に書かれた自分のことを聞き回っている”ホランド・マーチ”と、もう一人のことを知らされて報酬を受け取る。
その頃マーチは、アメリアを捜すために聞き込みをしていた。
アメリアが来たというバーに侵入しようとしたマーチは、裏口のガラスを割ろうとして、誤って手首を切ってしまい、救急車で病院に運ばれる。
事故死と思われたミスティの事件は、他殺の疑いが浮上したと報道される。
マーチの家に向かったヒーリーは、入り口を開けた彼を殴り倒す。
私立探偵なのに豪邸に住むことを不思議に思うヒーリーは、アメリアを捜すのをやめるようにと言ってマーチを脅す。
情報を集めていただけだと言うマーチは、雇用主を訊かれ、リリー・グレン（ロイス・スミス）という老婆が姪を捜していると話す。
テーブルの上のクッキーの入れ物に隠してあった銃を手にしたマーチを殴ったヒーリーは、怪我をしている彼の左腕を折りその場を去る。
車に向かったヒーリーは、買い物から戻ったホリーからドリンクをもらい、マーチの友達だと伝える。
ヒーリーから、来た時に空き地で見たと言われたホリーは、そこで本を読むと答えて別れる。
アパートに戻ったヒーリーは、エディ・ハリス（キース・デイヴィッド）と男（ボー・ナップ）に銃を向けられ、アメリアのことを訊かれて殴られ気絶する。
リリーに会ったマーチは、姪のミスティは生きていると信じる彼女から、窓越しに見た時に、青いピンストライプの上着を着ていたと言われる。
事故の2日後の出来事だと言うリリーに、見たのはアメリアという女性で、ミスティは事故で亡くなったとマーチは伝える。
アメリアから話を聞きたいと言うリリーに、無理だと伝えたマーチは去ろうとするが、彼女は小切手帳を手にして彼を引き留める。
小切手を受け取ったマーチは、車で待っていたホリーに運転させて帰る。
アメリアのことは知らないと言うヒーリーを痛めつけた男は、エディが見つけた何かを調べようとする。
それを制止したヒーリーだったが、男は吹き出した青いペンキを浴びてしまう。
憤慨した男/ブルーフェイスは水槽でペンキを落とそうとするものの、ヒーリーから、なかなか落ちないと言われる。
怒ったブルーフェイスに水槽の魚を投げつけられたヒーリーは、反撃して二人を追い払う。
ホリーの誕生日をボーリング場で友達と祝っていたマーチは、トイレにいる最中に現れたヒーリーから、アメリアを捜せと言われる。
探偵として雇いたいとマーチに伝えたヒーリーは、2日分の報酬400ドルを払う。
リリーとの仕事で2倍稼げと言われたマーチは、彼女が捜している姪はミスティだと話し、事故の2日後に遺品を片付けに行くと姪がいて、車で走り去ったそうだと伝える。
それを信じないヒーリーに、監視カメラには確かに女が映っていたと伝えたマーチは、住宅地の守衛の記録から車のナンバーが分かり、それがアメリアだったために、彼女の情報を仕入れていたと話す。
3日分の報酬を要求されたヒーリーは渋り、そこに現れたホリーから、父を殴ったことで責められる。
マーチから、ヒーリーは仕事で殴ったと言われたホリーは、いじめっ子のジャネットを殴っと欲しいとホーリーに伝える。
仕方なく400ドルで納得したマーチは、ヒーリーを市庁舎に連れて行き、大気汚染で死んだふりをしている抗議団体の中に主催者のアメリアがいると言って彼女を捜そうとする。
その中の一人の青年チェット（ジャック・キルマー）を連れてある場所に向かったヒーリーとマーチは、火事で焼けたアメリアの恋人ディーンの家に着く。
ディーンは実験映画を作っていたと言うチェットは、自分は映写技師であり、ディーンの部屋はフィルムだらけだったので、それが引火して火事になったとヒーリーとマーチに話す。
通りがかりの少年にディーンのことを訊いたマーチは、女の裸が出てくる映画を作っていたと言われる。
アメリアのことを訊かれえた少年は知らないと答え、ミスティならプロデューサーの”シド・ハットラック”と共に見たと言って、作品名は”私に乗りたい・・・”だと伝えてその場を去る。
アメリアが消息を絶った日に火事があったことなどを考えると、事件には裏があると言うヒーリーに、ビルボードを見たマーチは”シド・ハットラック”だと伝える。
正しくは”シド・シャタック”が製作した、ミスティが主演のポルノ映画のビルボードの前で車を止めたヒーリーとマーチは、シドに会おうとする。
シドがパーティーを開くことを知ったマーチは、友人のジェシカ（デイジー・ターハン）の家に行くようホリーに指示して、シドの屋敷に向かう。
車を駐車したマーチは、トランクに隠れていたホリーをタクシーで帰す。
売春婦だらけのパーティー会場はマリファナの匂いが充満していたが、マーチは、昔、頭を打って嗅覚がないことをヒーリーに伝える。
ヒーリーと分かれたマーチは酒を飲み、アメリアを捜しながら酔ってしまう。
シドのオフィスに忍び込んだヒーリーは、ミスティが”私に乗りたい、ビッグボーイ？”で使った青いピンストライプの上着をみつける。
ミスティのテスト映像と書かれたフィルム・ケースの中にあった、アメリアから渡されたものと同じ牛のメモ用紙に、”28-10 バーバンクAPT FLT 午後10時半”と書いてあることをヒーリーは確認する。
その場にいたホリーが、ポルノ映画を観ていることを知ったヒーリーは驚き、帰るようにマーチに言われたはずだと伝えてその場を去る。
その映画に出演している女優と一緒に観ていたホリーは、シドと映画を撮ったはずのアメリアを捜していることを伝えるものの、女優は何も知らなかった。
完全に酔って水槽を泳いだりしたマーチは、女性とふざけていて建物から落下し、土手を転げ落ちてしまう。
落とした銃を捜したマーチは、林に隠れていた女性（アメリア）に話しかけるものの、彼女は逃げ去る。
銃を見つけたマーチはその場で休み、死体を発見して驚く。
自分を捜すヒーリーを呼んだマーチは、死体の財布を確認した彼から男がシドだと言われ、銃を捜している姿を女に見られたと伝える。
話しかけられた女性から、アメリアを捜しているのなら案内すると言われたホリーは、妹だと伝えて、変な二人組が捜しているので心配だったという話をする。
ヒーリーと死体を運んだマーチは、酔って転落して銃を落としたことを非難され、探偵として失格だと言われる。
死体を塀の向こうに捨てた二人は、野外で食事中の民家のテーブルにそれが落下したために、焦ってその場から逃げる。
女性に車に連れて行かれたホリーはそれに乗せられ、その場にいたブルーフェイスから逃れようとするものの、ドアに触るなと言われる。
ヒーリーは、その場にいたエディと格闘になる。
外にアメリアがいることに気づいたブルーフェイスは、ドアを開けて銃を構えるものの、ホリーが邪魔をする。
ブルーフェイスはドアで手を挟まれ、車から降りたホリーは、アメリアに逃げるようにと伝える。
騒ぎに気づいたマーチは、駐車場係から、走り去った車にホリーが乗っていたと言われ、車を奪って追跡する。
エディを叩きのめしたヒーリーは、アメリアとホリーを目撃してその場に向かう。
ブルーフェイスに発砲されたマーチは木に激突し、ヒーリーはアメリアを追う。
アメリアとホリーを道路で追い詰めたブルーフェイスは、通りがかりの車に轢かれてしまう。
生きているブルーフェイスを助けようとしたホリーは彼に近づき、アメリアはその場から逃げる。
現れたヒーリーは、車が来たら助けを求めるようにとホリーに指示する。
ホリーはその場を離れ、ヒーリーは、”ジョン・ボーイ”という男が自分達を捜していると言うブルーフェイスを殺す。
戻ってきたホリーはブルーフェイスが死んだことをヒーリーから知らされ、ようやく着いたマーチは彼女を抱きしめる。
警察の現場検証が始まり、その場に現れたタリー（ヤヤ・ダコスタ）という女性は、見覚えがあるヒーリーがレストラン事件に関わった人物だと気づき、マーチと共に上司の元に連れて行く。
車で待っていた司法省のジュディス・カットナー（キム・ベイシンガー）は、アメリアの母親だとヒーリーとマーチに伝える。
ジュディスのオフィスに向かったヒーリーとマーチは、複雑な事情があると言われる。
自動車メーカーの裁判をジュディスが担当していたことを思い出したヒーリーは、排ガス浄化装置に関する訴訟とポルノ規制に関わったと言われる。
ラスベガスのポルノ業者がハリウッドに進出を計画し、それを阻止しようとするジュディスは、シドと映画を作ろうとしたアメリアは自分に反抗ばかりしていると話す。
フィルムはディーンの家で焼失し、映画の関係者が次々と死んでいる理由を考えるジュディスはアメリアのことを心配しているのだが、娘は全ての黒幕が自分だと思っているとヒーリーとマーチに伝える。
アメリアは母親に殺されると思い込んで姿を隠していると言うジュディスは、娘を守るために二人を雇うことを伝え、小切手帳を出して1万ドルと書く。
5000ドルはもらわないと合わないと言われたジュディスは、小切手を破り捨て書き直して渡す。
家に戻ったマーチは、ここは建て直す間だけの借家だとヒーリーに話し、持ち家は焼失したと伝える。
シドの家で見つけたメモをマーチに見せたヒーリーは、それがアメリアのメモ用紙と同じで彼女の筆跡に似ていると伝えて、明日、話をすることになる。
マーチから、レストラン事件のことを訊かれたヒーリーは、店内で男が銃を振り回し始めたので、腕を撃たれながら男を叩きのめしたと話す。
自分が何かの役に立っていると感じた、生涯最良の日だったと言うヒーリーは、その場を去ろうとする。
車に乗ったヒーリーは、ホリーが空き地で外で本を読んでいることに気づく、
ホリーに声をかけたヒーリーは、家が建っていた場所にいる彼女から、罪悪感を感じる父はここには来ないと言われる。
母はガス漏れを疑ったものの、鼻が利かない父は放置してしまったという話で、それが原因で火事になり母が死んだことを知ったヒーリーは、ホリーの気持ちを察して帰ろうとする。
悪人かと訊かれたヒーリーは、ブルーフェイスを殺したかとも訊かれ、そんなことはしないとホリーに伝えて、車に戻り考え込む。
翌日、マーチの家で待っていたヒーリーは、ホリーの運転で酔って戻ってきたマーチと話し、アメリアのメモについて内容を考える。
”FLT”のことを話したヒーリーは”フライト”だと思うが、マーチは、ジュディスに追加料金を払わせることしか考えない。
じらして追加分を請求しようとする、依頼人を騙すようなことを自分はしないと言うヒーリーは、金が入ったので昼から飲めることを喜ぶマーチに呆れる。
ホリーから、世界一最低な探偵だと言われたマーチは、アメリアを捜すために空港に行こうとするヒーリーに、夜間は閉鎖しているので”FLT”は”フライト”ではなく、”28-10”は10月28日だと伝える。
”FLT”はヨーロッパで言う”フラット”で、バーバンクのアパートのことだと言うマーチは、ヒーリーと共にその場に向かう。
アパートが取り壊されことを知った二人は空港に向かい、メモの場所が”バーバンク・エアポート・ウェスタン・ホテル”だと気づく。
ホテルのバーに向かい、バーテンダーに写真を見せて脅し、アメリアがペントハウスにいることを知ったヒーリーとマーチは、ニューヨークから来た男達がいるので行かない方がいいと言われる。
アメリアを捜していた”仲間”は警告したのに行ってしまったと言われたヒーリーは、その男の名が”ジョン”だと知り”ジョン・ボーイ”だと考える。
”ジョン・ボーイ”が自分達を捜しているとブルーフェイスから聞いていたヒーリーは、それをマーチに話してペントハウスに向かう。
しかし、男達が次々と殺されていることを知ったヒーリーとマーチは、その場から逃れる。
パトーカーがホテルに急行し、路地に入ったヒーリーとマーチは、車の屋根に落下してきたアメリアに銃撃される。
車から落ちたアメリアは気を失い、ヒーリーとマーチは彼女を連れて家に戻る。
姉に追い出されたジェシカと遊んでいたホリーは、それを見て驚く。
マーチは、意識が戻ったアメリアに男達が誰かを尋ね、母ジュディスが雇ったと言われる。
説明を求められたアメリアは、恋人のディーンと実験映画を撮っていたと話し、ヒーリーとマーチが母に会ったことを知る。
母は犯罪者であり、汚い男達と組む一味だと言うアメリアは、自分達を抹殺する気だと伝える。
マーチから抗議活動との関係を訊かれたアメリアは、排ガス規制問題に関わる母が、裏では自動車メーカーと結託していることを話す。
排ガス規制に関する裏取引の文章があり、証拠不十分ということで、自動車メーカーから賄賂を受け取っている母が全てもみ消そうとしているとアメリアは伝える。
ヒーリーから通報すればいいと言われたアメリアは、警察は母の言いなりで新聞もグルだと伝え、だからポルノ映画で訴えようとしたと考えるヒーリーに、実験映画だと訂正させる。
裸を利用した方が友好的だという考えのシドに従ったと言うアメリアは、セリフに実際の名前や日付を入れたので、公開されれば母は阻止できないと伝える。
母にバレてしまったために、ディーン、ミスティ、シドも殺されたと話すアメリアが疲れたと言うので、ヒーリーとマーチは彼女を休ませる。
ヒーリーとマーチは、ジュディスにそこまでの力があるか疑問に思い、”ジョン・ボーイ”が来ることを警戒する。
その話を聞いていたホリーは、”ジョン・ボーイ”は”わが家は11人”の登場人物の役名だと伝えるが、ヒーリーから別人だと言われる。
そこにタリーからの電話があり、ジュディスが10万ドル必要になったという連絡があったとマーチは知らされる。
アメリアが見つかったことを話したマーチは、来てほしいとタリーに伝えるが、主治医を行かせると言われる。
嫌な予感がするので現金を運んでほしいと言われたマーチは、ヒーリーと共に現金を受け取りに行き、タリーからそれを預かる。
飲んでいたマーチが運転し、不安はないと言うヒーリーに足首に隠してある拳銃を見せられ、眠くなってきたので停車すると伝える。
ヒーリーから自動運転にすればいいと言われたマーチはハンドルから手を放し、後部座席の巨大なハチと話す。
居眠り運転をしているマーチを起こしたヒーリーだったが、車は事故を起こし、現金のケースは吹き飛ばされて札が舞う。
それが現金でなかったことに気づいたヒーリーとマーチは、アメリアの危険を察知する。
家に電話をしたマーチは、話し中だったために急いで戻る。
友人に電話をしていたジェシカは、”わが家は11人”の”ジョン・ボーイ”の話をする。
そこに主治医マレク（マット・ボマー）が現れ、彼を迎え入れたホリーは父のことを訊かれ、仕事に出ているので1時間位で戻ると伝える。
マレクを疑ったホリーは、クッキーを食べるか彼に尋ね、入れ物に隠してあった銃を彼に向ける。
男は”ジョン・ボーイ”だとジェシカに伝えたホリーは、通報するようにと指示する。
剃刀を手にしたジョン・ボーイはジェシカを脅し、彼女を窓ガラスに叩きつけて外に放り出し、車に向かう。
家に着いたマーチは、ガラスの割れる音がしたことを車のトランクを開ける男（ジョン・ボーイ）に尋ねる。
自分が少女を窓から放り出したと言いながら、ジョン・ボーイはトランクから出した機関銃を乱射する。
ヒーリーが反撃する間に、マーチがジェシカを抱きかかえて家に入り、ホリーとアメリアと共にクローゼットに隠す。
アメリアは家から逃れ、パトカーが来たためにジョン・ボーイも車で走り去る。
車を止めたアメリアは、ジョン・ボーイに射殺される。
警察で事情聴取されたヒーリーとマーチは、弁護士から、何をしても口封じされると言われる。
家に戻ったマーチは、ホテルに泊まるので荷物を取ってくるようにとホリーに伝える。
そこに現れたリリーから、青いピンストライプの上着で机に向かっていた姪のミスティを見たと言われたヒーリーは、その上着がシドのオフィスにあったことをマーチに伝える。
それが映画の衣裳だと気づいたマーチは、リリーにミスティの家に案内してもらう。
部屋に入ったリリーがデスクがあったと言うため、マーチは仕掛けのある台が、映写機が隠してあるデスクになることを確認する。
リリーは映画のミスティを見たと言うマーチは、火事の2日後に映写していたとと伝え、ヒーリーはアメリアがフィルのコピーを持っていと考える。
それをミスティに届けようとしたアメリアが部屋に侵入してフィルムを確認し、それをを持って逃げたとホリーは推理する。
ヒーリーは、アメリアがニューヨークの男達にフィルムを渡したと考え、それが映画の配給会社の者達だとマーチは気づく。
ホリーは、”オープニング 9時”、署名”チェット”というメモを見つける。
オープニングが車の展示会で、今日、開催されるとホリーから知らされたヒーリーは、パーティーでマスコミも揃っているとマーチに伝える。
姪ミスティが死を受け入れなければならない状況になったリリーは悲しみ、彼女を気の毒に思ったマーチは、報酬をディスカウントすると伝える。
モーターショー会場に向かったヒーリーとマーチは、映写室に侵入してフィルムをチェックするものの、そこには例のフィルムはなく、チェットが隠したと考える。
そこに現れたタリーは二人に銃を向けて、銃を捨てさせてチェットは仲間が捜していると伝える。
ヒーリーから人を殺したことがあるのかと訊かれたタリーは、ミスティが騒いだせいでデトロイトで三人殺したと答える。
ルームサービスの声がして、マーチはヒーリーの足首に隠してある銃を捜すものの見つからない。
ないと言われたマーチは、居眠り運転する前に見たと伝えるが、それが夢だったことに気づく。
ルームサービスがホリーだと気づいていてタリーは、彼女を中に入れる。
ホリーにコーヒーをかけられ、冷めていたために何も起きなかったが、タリーは床にこぼれたコーヒーで滑り、頭を打って気を失う。
ヒーリーとマーチは下の階と屋上に向かい、手分けしてチェットを捜す。
その頃、チェットに話しかけたジョン・ボーイは、映写室が荒らされていることを知らせる。
痛めつけられてゴミ・コンテナに入れられていたチェットを見つけたヒーリーは、フィルムのことを訊く。
フィルムを別の映像とつなげたことを知ったジョン・ボーイは、フィルムが映写機の中にあることをエディに伝える。
チェットは、フィルムをつなげたことをヒーリーに伝える。
ホリーを見つけて銃を向けたエディは、ただ酒を飲んでいるマーチを脅す。
映像がスクリーンに映し出され、車の紹介から突然”私に乗りたい、ビッグボーイ？”に変わる。
それを見た自動車製造業協会のポールセンは焦る。
屋上に連れて行かれたマーチは、ホリーの前で惨めな声を出して泣き始めるが、エディに襲い掛かり銃撃し二人は落下してしまう。
エディは転落死して、マーチはプールに落ちたために助かる。
映像では、ポールセンら実名の役柄が映し出される。
ジョン・ボーイが会場から映写する部屋を銃撃して、その場は大混乱になり、ヒーリーとマーチと銃撃戦になる。
屋上から落下しても生きていたため、不死身だとヒーリーに伝えたマーチは、フィルムは映写室だと伝える。
映写室に押し入ったホリーは、タリーからフィル・ムケースを奪い窓から地上に落とす。
それを知ったポールセンは、部下にフィルム・ケースを取りに行かせ、マーチがそれを奪う。
ジョン・ボーイに襲い掛かったヒーリーは、ホリーから、殺したら口をきかないと言われる。
ポールセンの部下らと奪い合いながらフィルム・ケースを手に入れたマーチは、手に書かれた文字の一部が消えて”一生、幸せな男”になっていることに気づく。
13歳に命を救われたと言って、ヒーリーはジョン・ボーイを殴る。
自分を見つめるヒーリーとホリーに、フィルム・ケースを掲げて見せたマーチは、タバコに火を点けて、自分もたまには勝つと思いながら満足する。
ジュディスから話しかけられたヒーリーとマーチは、社会には暗黙のルールがあると言われる。
デトロイトがつぶれたらアメリカ全体が共倒れとなり、国民は”ビッグ・スリー”に恩義があると言うジュディスは、ヒーリーから、それでアメリアを殺したのかと訊かれ、デトロイトが殺したと答える。
アメリアを守るために雇ったと言われたヒーリーは、ジュディスに刑務所行きだと伝える。
そうなっても何一つ変わらないと言うジュディスは、自分が守れなくても誰かが守るので、自動車産業はつぶせないとヒーリーとマーチに伝える。
その後、バーで待っていたヒーリーと話したマーチは、自動車メーカーは証拠不十分で無罪となり、結局は何も変わらないと言われる。
人々は賢いので、5年もすれば日本製の電気自動車が街中に溢れると言うマーチは、二人で始める探偵社”ナイスガイズ・エージェンシー”の広告をヒーリーに見せる。
