Действия детективного триллера режиссера Брайана Де Пальмы «Черная орхидея» разворачиваются в 40-е годы ХХ столетия в Лос-Анджелесе, штат Калифорния. Полиция находит изуродованный труп молодой, красивой голливудской старлетки Элизабет Шорт. Жестокий убийца разрезал тело девушки пополам, изъял внутренние органы и разорвал рот от уха до уха. Расследованием самого жестокого убийства в истории Калифорнии занимаются полицейские детективы офицер Дуайт «Баки» Блайкерт и его напарник сержант Лиланд «Ли» Бланчард.
Убийство настолько потрясло полицейских, что снимки с места преступления тщательно скрывались от общественности. По мере расследования детективы обнаруживают, что старлетка снималась с эротических фильмах, а в определенных кругах ее знали под прозвищем «Черная орхидея». Так же напарники обнаруживают некую связь убитой с некоторыми известными и влиятельными людьми, одной из которых является богатая, избалованная девушка Мэдлин Линскотт из очень известного семейства, а так же с некоторыми коллегам из департамента полиции и даже с собственными возлюбленными.