Billy Fisher (Tom Courtenay) vive en Yorkshire con sus padres (Wilfred Pickles y Mona Washbourne) y su abuela (Ethel Griffies). Billy desea alejarse de su asfixiante trabajo y de su vida familiar. Para escapar del aburrimiento de su monótona existencia, sueña constantemente y fantasea, a menudo imaginándose a sí mismo como gobernante y héroe militar de un país imaginario llamado Ambrosia. En sus fantasías, pronuncia discursos ante grandes multitudes de forma parecida a Hitler o Mussolini. Inventa historias sobre sí mismo y su familia, por lo que le apodan "Billy Liar". En realidad, vive en un hogar de clase media-baja con unos padres que le riñen y regañan constantemente por su comportamiento.

Billy trabaja como empleado de una funeraria supervisada por el rígido Sr. Shadrack (Leonard Rossiter). En el trabajo, le encargan que envíe por correo un gran cargamento de calendarios publicitarios a posibles clientes, pero en lugar de ello esconde los calendarios y se queda con el dinero del envío. Cuando se da cuenta de que los calendarios están en su armario, sueña con ser encarcelado en Wormwood Scrubs por el delito de embolsarse el dinero del franqueo. Finalmente es descubierto por Shadrack, que se niega a dejarle dimitir de su cargo hasta que devuelva el dinero del franqueo.

Billy aspira a conseguir un trabajo más interesante como guionista para el cómico Danny Boon (Leslie Randall), pero cuando Boon llega a la ciudad, no está interesado en las propuestas de Billy. Sin embargo, Billy les dice a todos que Boon está muy interesado en sus historias y que muy pronto se trasladará a Londres. Cada vez que Billy experimenta algo desagradable, como que sus padres le regañen o que su jefe le acose, se imagina que está en otro lugar. En sus fantasías suele aparecer como un héroe y todo el mundo está encantado con él. Sin embargo, Billy se muestra más feliz fantaseando con ser un gran éxito que arriesgándose realmente a hacer algo por sí mismo.

Billy se ha complicado aún más la vida al proponerle matrimonio a dos chicas muy diferentes, la protegida y virginal Barbara (Helen Fraser) y la dura y descarada Rita (Gwendolyn Watts). Ha dado el mismo anillo de compromiso a cada una de las chicas y miente constantemente para recuperarlo de una y dárselo a la otra. Rita descubre que él ha mentido acerca de que el anillo está en la joyería y se presenta en la puerta de Billy, pero él le vuelve a mentir y ella se marcha. Cuando el padre de Billy le interroga sobre lo que está haciendo con Rita, Billy le grita y su abuela, sorprendida, empieza a jadear y tiene que acostarse. Billy se siente culpable pero se imagina a sí mismo como un general ganando una guerra difícil.

Billy también se siente atraído por su antigua novia Liz (Julie Christie), que acaba de regresar a la ciudad desde Doncaster. Liz es un espíritu libre que, a diferencia de los demás en la ciudad, entiende y acepta la imaginación de Billy. Sin embargo, tiene más valor y confianza que Billy, como demuestra su voluntad de abandonar su ciudad natal y disfrutar de experiencias nuevas y diferentes. Bajo presión, Billy acaba concertando citas tanto con Bárbara como con Rita para reunirse cada una en la misma noche en el mismo salón de baile local. Allí, las dos chicas descubren el doble compromiso y comienzan a pelearse entre ellas. Todas las mentiras de Billy parecen pasarle factura cuando se anuncia públicamente que se muda a Londres para trabajar con Danny Boon, y el amigo de Billy le regaña por mentir a su madre.

Desesperado, Billy se encuentra con Liz fuera y comparte un interludio romántico con ella, durante el cual comparte sus fantasías sobre Ambrosia. Le propone matrimonio y ella acepta. Ella le insta a que la acompañe a Londres esa noche, y él va a casa a hacer las maletas, sólo para descubrir que su abuela ha caído enferma y ha sido trasladada al hospital. Billy tiene una discusión con su padre, que se ha enterado de los problemas de Billy en el trabajo y ha destrozado la habitación de Billy. Billy se reúne con su madre en el hospital justo a tiempo para saber que su abuela ha muerto. Luego sigue hasta la estación para encontrarse con Liz, y la pareja sube al tren, pero en el último momento Billy desembarca con la excusa de comprar algo de leche para beber en el viaje. Se retrasa en volver al tren, y cuando regresa éste ya se ha marchado, con una Liz comprensiva en la ventanilla y su maleta abandonada en el andén. Solo, Billy recorre la oscura carretera desierta de vuelta a su casa, imaginándose a sí mismo al frente del ejército de Ambrosia. Billy entra en la casa cerrando la puerta tras de sí. Mientras se ven las luces del piso principal apagadas y las del dormitorio de Billy en el piso de arriba encendidas, la cámara se aleja de la casa mientras empieza a sonar el himno nacional de Ambrosia.