ロサンゼルスの私立探偵ジェイク・ギテス（ジャック・ニコルソン）は、ある日「モーレイ夫人」と名乗る女性から夫の浮気調査を依頼されます。モーレイ夫人の夫は市の水道局で部長を務めているホリス・モーレイで、新しいダム建設に反対していました。
捜査の結果、ホリス・モーレイが若いブロンドの女性と関係していることを突き止めるのですが、このことがスキャンダルとして先に新聞にスクープされてしまいます。
モーレイ夫人(フェイ・ダナウェイ)はジェイク・ギテスを名誉毀損で訴えると言って事務所にやってきたのですが、なんと最初に調査依頼してきた「モーレイ夫人」とは別人物だったのです。
数日後、ホリス・モーレイは溺死体で発見されます。
最近は不仲になっているもののホリス・モーレイにはノア・クロス(ジョン・ヒューストン)という仲間がおり、その娘がモーレイ夫人であることをジェイク・ギテスは知ります。
ノア・クロスは市郊外の砂漠地帯を買い占めていました。そのことを調べてみると新しいダム建設に関わる巨大な陰謀が次第に分かってきます。同時にノア・クロスとモーレイ夫人のねじ曲がった愛情も！
そして悲劇が起こります。そう、チャイナタウンで。
イギリスの「ガーディアン」紙が選んだ、映画史上最高の「ラストの名セリフ」ベスト10に「チャイナタウン」は入っています。
それは、「忘れろ、ジェイク、ここはチャイナタウンだ」という何とも切ないセリフです。
尚、1990年には続編である「黄昏のチャイナタウン」が公開されています。
