Di sebuah jalan tol Los Angeles yang macet (“Another Day of Sun”), Mia (Emma Stone), seorang barista studio yang berambisi menjadi aktris, berlatih untuk audisi yang hendak diikutinya. Ia lupa dengan lalu lintas di depannya sehingga terlibat perseteruan dengan Sebastian (Ryan Gosling), seorang pianis jazz. Audisinya gagal untuk kesekian kalinya. Pada saat yang sama, Sebastian kesulitan membayar tagihan rumahnya sehingga terlibat perselisihan dengan adiknya, Laura (Rosemarie DeWitt), sebelum berangkat ke restoran untuk bermain piano. Malam itu, tiga teman serumah Mia berusaha membuat Mia ceria dengan mengundangnya ke sebuah pesta mewah di Hollywood Hills (“Someone in the Crowd”). Karena mobil Mia diderek, ia terpaksa pulang berjalan kaki ke apartemennya.
Pemilik restoran, Bill (J. K. Simmons), meminta Sebastian untuk tidak bermain musik jazz. Saat memainkan lagu-lagu Natal sederhana, ia berimprovisasi dan musiknya terdengar oleh Mia ketika sedang melewati restoran tersebut (“Mia & Sebastian’s Theme”). Karena suka dengan bakatnya, ia ingin melihat Sebastian bermain piano, tetapi Sebastian dipecat karena tidak mengindahkan keinginan pemilik restoran. Mia ingin memujinya, tetapi Sebastian telanjur kesal dan mengabaikannya.
Beberapa bulan kemudian, Mia melihat Sebastian lagi di sebuah pesta. Sebastian sekarang menjadi pemain kibor untuk band pop 1980-an. Ia iseng meminta band tersebut memainkan lagu “I Ran (So Far Away)” oleh A Flock of Seagulls. Setelah itu, keduanya jalan berdua mencari mobilnya masing-masing. Mereka tidak suka bertemu satu sama lain, walaupun ada ketertarikan di antara mereka (“A Lovely Night”).