Hollywood, 1929. Alfie Alperin dirige d'une poigne de fer l'un des plus importants studios de la ville. Sa principale vedette est Tom Mix, le légendaire cow-boy de l'écran. Alperin propose à Mix d'incarner le célèbre shérif de Tombstone, Wyatt Earp. Earp étant toujours vivant, le studio l'engage comme conseiller technique.
A peine arrivé à Hollywood, Earp est invité à se rendre chez Christina, l'épouse d'Alperin, qu'il a jadis connue à Denver. En souvenir de leur aventure passée, elle lui demande de veiller sur son fils Michael, un jeune homme alcoolique et perturbé. Quelques jours plus tard, Michael est découvert à demi inconscient à côté du cadavre de Candace Girard, la propriétaire d'un bordel très couru d'Hollywood dont l'hôtesse est une jeune fille d'allure androgyne, Cheryl. Aidé par Tom Mix, Cheryl et Nancy, l'attachée de presse du studio, Earp s'emploie à prouver l'innocence de Michael. Alperin essaie de l'en dissuader en faisant intervenir successivement son chauffeur et garde du corps Arthur, son chef de la sécurité Dibner et le capitaine Blackworth un policier vénal.
Mais Earp ne se laisse pas intimider. Il découvre que la Cadillac aperçue sur les lieux du crime appartient au gangster Dutch Kieffer, compagnon de Victoria Alperin, la soeur dépravée d'Alfie. Il apprend aussi que Cheryl était la fille de Candace, laquelle faisait chanter Alperin depuis des années. Candace était en effet présente sur le yacht d'Alperin la nuit où sa première épouse, après s'être disputée avec lui, était morte noyée. Quant à Michael, il n'est pas le fils d'Alperin, et c'est pour le protéger que Christina supportait les mauvais traitements de son mari. Après ces révélations, Mix et Earp n'auront plus qu'à démasquer le vrai coupable : Alfie.