Der Film hat keine Handlung im klassischen Sinn und ist nicht chronologisch aufgebaut. Er zeigt in sechs verschiedenen Handlungssträngen Figuren, anhand derer Facetten aus dem Leben von Bob Dylan dargestellt werden. Die Episoden wandeln zwischen realen, verbürgten Szenen und philosophischen, abstrakten Metabetrachtungen. Unter anderem wird gezeigt, wie Dylan im Jahr 1965 anfängt, die elektrische Gitarre (Fender Stratocaster) zu spielen (anhand der filmischen Figur Jude Quinn). Außerdem wird in Anlehnung an den Western Pat Garrett jagt Billy the Kid, zu dem Dylan den Soundtrack schrieb, Richard Gere als Billy the Kid gezeigt (als Parallele zu dem älteren Bob Dylan), der anfangs nur ein ruhiges Leben führen will und dann in einer Art Comeback seinen alten Widersacher Pat Garrett ein letztes Mal überlistet.

Der junge ambitionierte Autor Sal Paradise lernt kurz nach dem Tod seines Vaters den lebenshungrigen Dean Moriarty kennen. Beide freunden sich an und wenig später brechen sie gemeinsam zu einem Roadtrip gen Westen auf. Stets die nächste Etappe vor Augen kosten beide den Rausch des Lebens voll aus und begeben sich auf die Suche nach Freiheit und der wahren Liebe. Berauscht vom bloßen Sein genießen sie die unendliche Weite der Landschaft und ihr Leben mit Drogen, Sex, Jazz und kühnen Gedanken. Während ihres Roadtrips machen sie neue Bekanntschaften, kehren aber auch bei alten Freunden ein. Zu diesen gehören Deans Liebschaften Marylou und Camille, der philosophische Carlo Marx, Old Bull Lee und seine Ehefrau Jane.