Случайным образом к некогда известной актрисе Норме Десмонд домой попадает сценарист-неудачник Джо Гиллис. Особняк, в котором она живёт, кажется на первый взгляд заброшенным.
Норма не может смириться с тем, что утратила былую популярность, мечтает сыграть в “Саломее” и берёт Джо к себе на содержание, чтобы тот помог ей со сценарием для фильма.
Режиссёр недаром закладывает в героиню мечту о постановке именно "Саломеи", в чём зритель скоро убедится.
Помимо Нормы, в доме проживает дворецкий Макс, который по ходу дела оказывается режиссёром, а вдобавок еще и первым мужем Нормы. Макс всеми силами старается утешить Норму, подкладывая ей анонимные письма, выдавая их при этом за письма от поклонников.
Джо всё больше переживает из за своего положения в доме Нормы. Он хочет уйти от неё, к тому же у него завязываются отношения с Бетти, девушкой, работающей в киностудии.
В конце фильма Норма, уже окончательно выжившая из ума, достаёт револьвер и убивает Джо Гиллиса. На утро в её особняк съезжаются полицейские и журналисты. Под предлогом того, что камеры уже готовы, Макс убеждает Норму выйти из комнаты. Актриса в образе Саломеи спускается к публике.
Таким образом, ключевые аспекты мифа о Саломее в “Бульваре Сансет” соблюдены: Джо Гиллис в доме Нормы чувствует себя словно в темнице (Саломея влюбилась в заключенного, а за его отказ от поцелуя, приказала убить последнего). Макс подобно Ироду Антипе сперва потакает всем прихотям Нормы, а затем сам же сдаёт её полиции (Саломею казнили по приказу её отчима, Ирода, который сперва восхищался её красотой, а затем не вынес её коварства).