Nel 1941, Barton Fink, giovane commediografo di New York, idealista ed impegnato, che si è conquistato il successo della critica e del pubblico a Broadway, si trasferisce ad Hollywood per scrivere una sceneggiatura per il produttore cinematografico Jack Lipnick. Quasi a soddisfare le esigenze della propria coscienza sociale, Barton prende alloggio in una squallida camera di un sinistro albergo: qui in una giornata canicolare, mentre è afflitto da difficoltà creative, subisce l'intrusione del vicino di camera, Charlie Meadows, persona molto affabile e comunicativa, che sembra impersonare i valori dell'uomo della strada. Per risolvere la propria crisi, Barton cerca consigli da W.P. Mayhew, un noto sceneggiatore che lo accoglie gentilmente, ma che è sempre ubriaco quando non riesce a scrivere, come confida a Barton la sua segretaria Audrey Taylor. Poichè il giovane non riesce a scrivere una riga del soggetto, chiama allora in aiuto Audrey, che gli rivela d'essere da tempo lei a scrivere i soggetti firmati da Mayhew, e promette di raggiungerlo la notte. Così avviene e i due hanno un rapporto d'amore. Quando Barton si sveglia al mattino, trova nel letto Audrey assassinata: alle sue urla accorre Charlie, che si dichiara persuaso della sua innocenza, ma gli dice che la polizia non gli crederebbe, e porta via subito il cadavere della donna. Dopo l'appuntamento col produttore, che è un grottesco insieme di lodi e rimproveri, Barton torna all'albergo. Qui Charlie gli assicura di aver sistemato tutto e, salutandolo perchè parte per New York, dove gli promette di andare a trovare i suoi parenti, gli affida un pacco in custodia. Barton si sente solo senza l'amico: improvvisamente giungono due agenti investigativi, i quali lo informano che Charlie è un pazzo, che ha ucciso molte persone, mutilandone poi i cadaveri. Dopo aver pensato che forse nel pacco c'è la testa di Audrey, Barton, rimasto solo, ha improvvisamente l'ispirazione per un altro soggetto, che scrive rapidamente. Il produttore lo rifiuta incollerito, ma gli ricorda che egli è e resterà sotto contratto con lui. Tornato in camera, Barton vi trova i poliziotti, che vogliono arrestarlo, ma, mentre l'albergo è preda di un fulmineo incendio, giunge Charlie, che ammazza gli agenti con un fucile, poi libera Barton, che era stato ammanettato al letto, e gli confida che uccide le persone perchè ha compassione delle loro sofferenze. Quindi, dopo aver accennato di aver conosciuto i suoi parenti a New York (forse li ha uccisi), entra deciso nella propria stanza, che sta bruciando. Barton fugge e giunge sulla spiaggia, dove incontra una bella ragazza, ritratta in una foto che si trova nella sua stanza all'albergo, e scambia con lei qualche parola.
