„Sinefilija“ – tai devynios viena su kita susietos istorijos, kuriose susipina herojų likimai. O tuo kalti du Larso von Triero mėnuliai, šviečiantys naktiniame danguje ir sudominę važiuojančius į pajūrį pagrindinius herojus Rolandą ir Izabelę. Pakeleivinga ekscentriška pora Teodoras ir Gabija sukelia sumaištį jų kelionėje ir tolimesni įvykiai bei atsitiktinės pažintys vystosi kaleidoskopiniu ritmu. Grįžęs į Vilnių, Rolandas išsinuomoja kambarį, kuriame pakliūva į situacijas, primenančias F. Kafkos „Proceso“ ar R. Polianskio „Nuomininkas“ siužetus. Naujame bute Rolandą aplanko vaikinas, tvirtinantis jog jie yra seni pažįstami ir pasiūlo penkis tūkstančius eurų už paslaugą- nufilmuoti jo savižudybės procesą. Pasiūlymo nepavyksta išvengti ir tai Rolandą išprovokuoja keistiems poelgiams bei sunkiai paaiškinamiems įvykiams. Trumpa naktinė pažintis su jauna mergina Sesilija, Rolandą įsuka į nepagrįstų kaltinimų karuselę, kurioje dalyvauja ir buto šeimininkė Lora, ir nežinia iš kur bute atsiradęs komisaras Okas bei Sesilijos tėvas, kaltinantis Rolandą dukros išprievartavimu bei sužalojimu. Tariamas nusikaltimas sulaukia bausmės - Rolandas nuvežamas į apleistą statybvietę ir nukryžiuojamas. Izabelė nelaukia filmo pabaigos ir išėjusi įsėda į taksi. Mašina pasuka MULHOLLAND DRIVE kryptimi. Mergina atsibunda rūsyje, įkalinta taksisto, kuris mėgaujasi galimybe tyčiotis iš „kino dievaitės“. Paskutinė istorijos dalis - Kalėdinė. Sesilija rašo laišką Santa Klausui, kuriame prašo Kalėdinės dovanos - maniako, kuris ją išprievartavo ir sužalojo, galvos.