Riggan Thomson (Michael Keaton) es un decadente actor de Hollywood famoso por su papel del superhéroe Birdman en las exitosas películas de décadas pasadas. Es atormentado por la voz del personaje, quien lo critica, además realiza actos de levitación y telequinesis. El film comienza con una cita de Raymond Carver que dice que la plenitud total de la vida está relacionada con haber amado, y después corta a una perturbación atmosférica que se parece a un meteorito descendiendo en llamas. Después encontramos una toma surrealista en la que parece que Riggan está levitando en su camerino. Thomson espera reinventar su carrera al escribir, dirigir y protagonizar la adaptación teatral del cuento de Raymond Carver «What We Talk About When We Talk About Love» (en español, De qué hablamos cuando hablamos de amor). La obra es producida por su mejor amigo, el abogado Jake (Zach Galifianakis) y protagonizada por su novia Laura (Andrea Riseborough) y por la actriz Lesley (Naomi Watts). Su hija, Sam (Emma Stone), una adicta en recuperación, trabaja como su asistente.