在星光熠熠的洛杉矶，怀揣演员梦的米娅与痴迷爵士乐的塞巴斯蒂安意外相遇。两人在追逐理想的道路上相互扶持，却也在现实压力下渐行渐远。米娅的独角戏无人问津，塞巴斯蒂安为生计妥协加入流行乐队。当米娅终于获得试镜机会，一首《City of Stars》唱尽追梦路上的孤独与希望。五年后，已成为巨星的米娅偶然走进一家爵士酒吧，台上演奏的正是塞巴斯蒂安。两人相视一笑，在错过的时空里，用音乐完成了永恒的和解。影片以四季为结构，用唯美歌舞诠释了梦想与爱情间的悲欢离合。