События детективного фильма «Черная орхидея» разворачиваются в Америке в конце сороковых годов. Главные герои – двое полицейских Нью-Йоркской полиции - детективы Ли и Рассел, которые расследуют жестокое убийство голливудской звезды кино. Девушку нашли разрезанный пополам на заброшенном пустыре далеко за городом. Во всей стране шумиха, все хотят видеть свихнувшегося маньяка на электрическом стуле. Детективы берутся за дело, Ли работает в одном направлении, а Рассел - в другом. В один прекрасный день Рассел докапывается до того, что в это мрачное дело впутана девушка его напарника, начинающая актриса Голливуда Кэй.