O ano é de 1939. A Europa vive a tensão da Segunda Guerra Mundial. O governo de Mussolini está pronto para assinar um pacto com Hitler. Roma é o centro do grande política dividida entre a democracia ocidental e o fascismo italiano. Apesar desta política e da tensão social, o produtor Davide Rieti decide rodar um filme nos estúdios da Cinecittà. Este filme é Tosca, estrelado pela superstar alemã Kristina Baumgarten, pelo ator inglês James Clavel e dirigido pelo grande diretor Lazlo Molnar. Nesta efervescente atmosfera, começam as filmagens, e fora dos sets os protagonistas se apaixonam e procuram formas de escapar da realidade da guerra através do álcool e das drogas. Porém, com a guerra batendo à porta, Rieti começa a sofrer pressão psicológica de todos os lados – pelo governo, pelos bancos, e principalmente pela imprensa. Rodeado pelo escândalo sexual e político, o grande filme é ameaçado pela polícia secreta, mas determinado a continuar e enfrentar a ameaça da polícia, Rieti e seu elenco decidem fazer um final extraordinário para a realização do filme, em apenas uma noite. Juntos, os atores e os técnicos concordam em arriscar as suas vidas para finalizar o filme.
