Los Angeles, 1937. Jake Gittes, um detetive particular especializado em casos de adultério, se vê envolvido em algo muito mais viscoso do que um simples caso de infidelidade conjugal. Uma mulher, aparentemente Evelyn Mulwray, esposa do engenheiro-chefe do Departamento de Água, o contrata para seguir o marido. Gittes, com seus métodos cínicos e eficientes, flagra Mulwray com outra mulher, fotos que estampam os jornais. O escândalo explode, mas logo a verdadeira Evelyn Mulwray aparece, processando Gittes por difamação.

O que parecia ser um golpe baixo de um marido traído se transforma em uma teia de mentiras, corrupção e segredos obscuros. A obsessão de Gittes em limpar seu nome o leva a investigar a morte suspeita do verdadeiro Mulwray e os planos controversos para a construção de uma nova represa, um projeto que promete transformar a aridez do Vale de San Fernando em um paraíso, mas que esconde a sede insaciável de poder e lucro de alguns dos homens mais influentes da cidade.

Evelyn Mulwray, uma figura enigmática e cativante, surge como a chave para desvendar a trama. Sua beleza melancólica e sua relutância em revelar o passado intrigam Gittes, que se vê cada vez mais atraído por ela, tanto intelectualmente quanto emocionalmente. Juntos, eles mergulham nas profundezas de Chinatown, um lugar onde as leis e a moralidade da sociedade branca não se aplicam, um lugar onde o passado sangra no presente e onde a verdade é uma mercadoria rara e perigosa.

À medida que Gittes se aproxima da verdade, ele descobre uma conspiração que envolve o controle da água, a especulação imobiliária e um segredo familiar horrendo que conecta Evelyn ao poderoso e implacável Noah Cross, seu pai. O que começou como um caso de adultério termina em um confronto trágico, revelando a fragilidade da justiça e a inevitabilidade da corrupção. Gittes, impotente diante das forças obscuras que dominam Los Angeles, aprende da pior maneira que, às vezes, é melhor deixar as coisas como estão, mesmo que doa. Em Chinatown, o controle está sempre nas mãos de outros, e o destino raramente é justo.