Anne Welles, ist eine attraktive, junge Collegeabsolventin aus New England, die es an den Broadway zieht, wo sie auf einen aufregenden Job und die Bekanntschaft mit aufregenden Männern hofft. In Manhattan und später Hollywood teilt sie ihre Erfahrungen mit zwei anderen mehr oder weniger hoffnungsfrohen Talenten: Jennifer North, eine ansehnliche Marilyn-Monroe-Kopie, die sich damit abfinden muss, ein Sex-Symbol zu sein, und Neely O'Hara, eine talentierte junge Schauspielerin, die sich von einer älteren Diva unterstützen lässt, aber am Ende derselben die Rollen stiehlt.

Der Roman, auf dem der Film basiert, war 1966 eines der meistverkauften Bücher in den USA. Roman wie Film basieren lose auf dem Leben der Schriftstellerin Jacqueline Susann, die sich in den späten 1930ern bis in die späten 1950ern als Schauspielerin versuchte. "Das Tal der Puppen" ist der erste Film, für den Komponist John Williams eine seiner unzähligen Oscar-Nominierungen erhielt.