ハリウッドの映画スター、ジョニー・マルコ（スティーヴ・ドーフ）は、ロサンゼルスのホテル“シャトー・マーモント”で暮らしている。フェラーリを乗り回し、パーティで酒と女に溺れる彼の日々は、表面的な華やかさとは裏腹に、孤独で空虚だった。そんなある日、彼の元を前妻レイラと同居する11歳の娘クレオ（エル・ファニング）が訪れる。夜までクレオを預かり、スケートリンクで優雅にターンするその姿に拍手を送るジョニー。クレオを家へ送り届けると、乱痴気騒ぎに明け暮れるいつもの毎日が彼を待ち受けていた。新作の取材対応や特殊メイクの型取りなど、俳優としての仕事をこなすものの、どこか落ち着かない。隣室の女と情事を済ませて部屋を出ると、そこには再びクレオが荷物を抱えて立っていた。レイラが家を空けるため、しばらくジョニーのもとで暮らさなければならないという。ジョニーの友人サミー（クリス・ポンティアス）を交え、ゲームに熱中する3人。数日後、授賞式に参加するため、クレオを伴ってイタリアを訪れるジョニー。だがクレオが寝た隙に、ジョニーは部屋に女を招き入れ、翌日の朝食は3人が顔を揃えることに。盛大な授賞式に参加したものの、ジョニーとクレオは疲れ果てて逃げ帰ってゆく。シャトーで過ごす穏やかな2人の時間。ジョニーの肩にもたれ、うたた寝するクレオ。ジョニーが寝ている間に朝食の支度をするクレオ。そして、他愛のない会話。それは、本来なら父と娘が触れ合うごく普通の風景だった。やがて訪れる別れの日。悲しんで泣くクレオを抱き寄せるジョニー。別れ際、一緒にいられないことをクレオに謝罪する。一人きりで部屋に帰ると、たまらずレイラに泣きながら電話する。しかし……。ジョニーはホテルをチェックアウトして、フェラーリをどこかへ走らせて行く。そして彼はフェラーリを捨て、もう一度歩き始められる場所に辿り着くのだった……。