Privatdetektiv Tom Welles (Nicolas Cage) führt mit seiner Frau (Catherine Keener) und seiner Tochter ein normales Leben in Harrisburg, Pennsylvania, und verbringt seine Zeit mit der Jagd auf untreue Ehemänner. Aber ein Auftrag mit einer kleinen, harmlos aussehenden Rolle Film führt ihn auf schmutzigen und erschreckenden Pfaden in die Abgründe der Gesellschaft. Vom Hollywood Boulevard bis zum Schlachthofbezirk New Yorks folgt Welles unermüdlich den obszönen und erschreckenden Anhaltspunkten, um etwas über das Schicksal einer völlig Fremden, eines kleinen Mädchens, zu erfahren. Unterstützt wird er in seiner Besessenheit vom abgebrühten Besitzer eines Erotikbuchladens (Joaquin Phoenix). Welles driftet immer weiter von Frau, Familie und seinem früheren Leben ab und erkennt schließlich, wie tödlich eine kleine Rolle Acht-Millimeterfilm sein kann.