Trois marins, Gabey, Chip et Ozzie, en permission pendant 24 heures à New York, font la rencontre de trois jeunes femmes. L'une est chauffeur de taxi, la seconde ethnologue, attrappée au vol dans un musée, et la troisième danseuse. Les trois couples ainsi formés vont vivre une journée de bonheur qui changera à jamais la vie de nos marins...
Los Angeles, cité des anges. Une mystérieuse femme fatale, amnésique et blessée, erre sur la sinueuse route de Mulholland Drive. Elle se réfugie chez Betty, une apprentie comédienne fraîchement débarquée de sa province et veut conquérir Hollywood. D'abord effrayée par cette inconnue se faisant appeler Rita, Betty découvre dans son sac des liasses de billets verts. De plus en plus complices, les deux femmes décident de mener l'enquête afin de découvrir la véritable identité de Rita...
En 1912, Don Hewes, célèbre danseur, est abandonné par son ambitieuse partenaire. Dépité, il décide de choisir la première danseuse venue et de remonter le numéro qui fit sa gloire. Mais la douce Hannah n'est pas décidée à se fondre dans le moule de celle qu'elle remplace...
A New York, Terry Randall, jeune femme issue d'un milieu aisé, s'installe dans une pension réservée aux apprenties actrices voulant percer à Broadway. D'abord mal-aimée du fait de ses origines, elle gagne la confiance de toutes et en particulier de l'explosive Phyllis. Mais la route vers le succès ne sera pas aussi aisée qu'elle ne le pense...
Un producteur de Broadway et sa troupe sont sur le point d'être expulsés de leur hôtel, faute d'argent. Dans l'attente d'un mécène qui financera leur projet, la clique fait preuve d'une imagination délirante, enchaînant gags sur gags, pour retarder l'échéance fatale de l'expulsion...
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