Steve (James Corden) está cantando en un pequeño pub. Pregunta al público si quiere escuchar a su amiga Gretta (Keira Knightley) tocar. Y lo hacen. Rápidamente, sin embargo, ni siquiera les importa que se parezca a Natalie Portman y todos en el bar empiezan a charlar... excepto Dan (Mark Ruffalo). Está encantado y no corre ningún peligro de quedarse sin fuerzas.

Ese mismo día: Dan lucha por despertarse, hasta que descubre que tiene que recoger a su hija Violet (Hailee Steinfeld) del colegio. Trabaja en un sello discográfico y odia todas las maquetas que se ve obligado a escuchar. También bebe constantemente de una petaca. Violet se viste como si estuviera en un vídeo de rap.

Dan lleva a Violeta a su oficina donde cree que puede tener una reunión. Sí, y llega tarde. Su compañero Saul (Mos Def) no está muy contento. Dan rechaza el nuevo plan de Saul (que, a decir verdad, sonaba bastante bien) de hacer que los artistas graben pistas de comentarios para sus álbumes. Saul y Dan se pelean y Dan es despedido del sello discográfico que han creado juntos.

Dan y Violeta van al bar. Dan no tiene dinero y le pide a su hija de 14 años que pague. Naturalmente, ella también está arruinada. Los niños de hoy en día, ¿no? Cenan y se van, pero el camarero los alcanza y le da a Dan un golpe en la nariz... en lo que quizá sea uno de los golpes ninja más geniales de la historia del cine.

Dan lleva a Violeta a casa con su madre Miriam (Catherine Keener). Ella le cuenta a su madre su día. Miriam, obviamente, está muy enfadada y Catherine Keener se desahoga con Dan (le dice que se ponga las pilas). Nunca queda claro, pero no parece que estén divorciados porque ambos llevan sus anillos aunque él se haya mudado.

El coche de Dan no arranca, así que se revuelca en la autocompasión, yendo de bar en bar por Nueva York hasta que acaba en un pequeño pub donde toca Steve. Steve invita a Gretta a subir al escenario para tocar. Todo el mundo se desinteresa, pero en su estado de embriaguez, Dan se imagina cómo sonaría la canción con una acusación completa. Se imagina que los instrumentos se tocan solos y que es realmente como Disney (sólo que en el pub probablemente huela a cerveza rancia).

Le dice a Gretta que quiere firmar con ella. Ella no está interesada y lo deja plantado. La espera fuera y le confiesa que le han despedido de su propio sello discográfico y que no podría contratarla aunque quisiera, pero que su canción es increíble. Antes, en la noche, quiso saltar frente al metro, pero esa canción lo cambió todo. Van a un bar y ella lo busca en Internet para descubrir que es el auténtico. Él le dice que le gustaría llevarla a su antigua discográfica. Ella se lo piensa.

Ella se va a casa y se lo piensa en forma de anuncio de iPhone. Volvemos a su llegada a Nueva York con su novio, la estrella del pop Dave Grohl... er... Dave Kohl, interpretado por la estrella del pop Adam Levine, haciendo películas y escuchando música en su iPhone. La discográfica ha instalado a Dave en una bonita suite.

Dave y Gretta van a la discográfica y conocemos al espeluznante director general McDreamy (Rob Morrow). Se sabe que es espeluznante porque tiene una cola de caballo samurái. Les presenta al personal, que incluye a la tímida Yoko... oops... Mim.

Dave se deja crecer el bigote para mostrarnos que está empezando a cambiar. Gretta le escribe una canción para su cumpleaños. Le encanta. Dave se va de gira y vuelve con un sombrero tonto para mostrarnos que ha cambiado aún más. Le toca a Gretta una canción y ella se da cuenta de que la escribió para otra persona. Ella tiene razón. La escribió para Yoko... oops... Mim. Rompen. Ella se va a vivir con Steve.

Se revuelca en la autocompasión hasta que una noche Steve la lleva a un pub para verle tocar. La invita a subir al escenario.

Al día siguiente llama a Dan y le dice que le gustaría reunirse con su discográfica. Saul no está impresionado. Dan y Gretta deciden grabar un álbum por su cuenta. Contratarán a los músicos más hambrientos y lo harán en las calles captando sonidos ambientales de la ciudad.

¡Montaje musical! Contratan a dos músicos de cuerda que fueron niños virtuosos, pero que ahora son universitarios aburridos con becas musicales. Cee-Lo paga un batería y un bajista. Contratan a un tipo que toca el piano para niñas que hacen ballet. ¡Es una banda! Tocan en un callejón y reclutan a niños pequeños para que hagan coros a cambio de cigarrillos (en serio), tocan en el metro y en barcos. Entonces tenemos que avanzar la historia de nuevo, así que ....

Gretta va con Dan a recoger a Violeta a la escuela. Gretta y Violeta estrechan lazos y van a comprar ropa adecuada para su edad. Gretta también invita a Violeta a tocar la guitarra en la última canción de su nuevo álbum. Miriam hace esa cosa de Catherine Keener en la que mira a Dan y se nota que su corazón empieza a abrirse de nuevo a él.

Gretta le pregunta a Dan por el divisor de auriculares que tiene colgado del espejo retrovisor. Él le explica que en su primera cita con Miriam, paseaban escuchando música juntos con él. Gretta y Dan pasean escuchando música juntos con el increíblemente versátil iPhone de ella. Establecen un vínculo profundo. Él la lleva de vuelta a casa y ella se emborracha con Steve. Ella escribe una canción de F.U. borracha a Dave y la deja en su buzón de voz.

La banda de Gretta está preparada para grabar la canción final en una azotea. Dave escucha su buzón de voz y le envía un mensaje de texto a su iPhone (¡esta cosa también envía mensajes de texto!). Ahora tiene una barba súper loca, porque ha cambiado mucho. Ella le devuelve el mensaje diciéndole que deberían reunirse. Ella graba la última canción. Violeta se une a la guitarra. Dan toca el bajo. Todos se lo pasan bien. Más tarde lo celebran. Gretta ofrece a Dan un brindis, pero él dice que va a intentar no beber durante un tiempo.

Gretta se reúne con Dave Kohl. Ella se burla de su gran y estúpida barba, que él llama "intensa". Ha roto con Mim y echa de menos a Gretta. Ella le pone su nuevo álbum y él piensa que es increíble. Él le pone su nuevo disco y ella piensa que está sobreproducido y odia especialmente cómo quedó la canción que escribió antes. Le pide que vaya a verlo tocar en vivo. Ella le pide que no vuelva a tocar la canción a lo grande y que la mantenga como la sencilla balada que ella escribió. Él le explica que a la gente le gusta lo grande. Ella le recuerda que cuando empezaron a escribir música lo hicieron para ellos mismos sin preocuparse de lo que era más comercial.

Gretta va a ver a Dave tocar en directo. Está afeitado. Empieza a tocar su canción tal y como la escribió y la invita a subir al escenario. La canción empieza a construirse y se convierte en su versión del álbum. Ella se da cuenta de que no es la persona que creía que era, llora y se va.

Dan le da una copia del CD de Gretta a Violeta. Ella está entusiasmada porque está en él. Le dice que la familia debería formar una banda, algo así como los Jackson Five, pero los McSomething (no he pillado su apellido y no he podido encontrarlo en internet) Three. La familia vuelve a reunirse.

A Saul y a todos los de la discográfica les encanta el disco y quieren sacarlo. Gretta recibirá un dólar de cada copia. Ella dice que firmará si Dan recupera su trabajo, pero no ve por qué la discográfica debería ganar 9 dólares por cada 1 dólar que ganen los artistas, ya que éstos hicieron todo el trabajo. Les dice que lo pensará.

Más tarde, ella y Dan ponen el álbum en línea a un dólar la copia y señalan que todo el dinero irá a los artistas. CeeLo tuitea sobre ello y venden 10.000 copias el primer día. Saul se enfada y deja que Dan se vaya de nuevo.

Y viven felices para siempre.