Vernon Subutex, disquaire parisien au chômage, s'enfonce dans la précarité depuis que sa boutique a fermé. Il est réveillé un matin par un huissier venu l'expulser de son appartement. En quête d'un endroit où dormir, Vernon demande de l'aide à Alex Bleach, rock star vieillissante qui tente un énième come back. Bleach lui propose de passer la soirée chez lui « comme au bon vieux temps ». Alors que la défonce plonge Vernon dans le sommeil, Alex lui confie ses blessures et ses secrets par caméra interposée.
A la rue, sans un sou, Vernon tente de trouver un endroit où résider. Son vieil ami Xavier Fardin, devenu scénariste, lui laisse son appartement pendant qu'il se rend au Festival de Cannes. Au cours d'une fête, Xavier se vante de posséder le testament vidéo de Bleach. Quand Dopalet, un producteur très influent, l'apprend, il charge La Hyène et Anaïs de le retrouver.
Contraint de quitter l'appartement de Xavier, Vernon se rend sans prévenir chez Emilie, qui travaillait avec lui au Revolver. Partagée entre rancune et tendresse, elle accepte néanmoins de l'héberger. Au matin, elle lui signifie qu’il ne peut pas rester : Emilie a trop souffert d’avoir été « oubliée » par la bande, aujourd’hui elle se protège.
La Hyène poursuit son enquête pour identifier Xavier. Elle suit une piste jusqu’à Barcelone, avec sur ses talons, Aïcha, la fille de Vodka Satana, ex star du X et ex d’Alex Bleach morte d’une overdose. De son côté, Vernon atterrit chez Sylvie, autre ex d’Alex. Les retrouvailles avec Vernon sont torrides mais c’est sans compter sur les névroses de Sylvie.
Aïcha suit La Hyène dans son enquête à Barcelone. Elle est confrontée à un monde qu’elle n’aurait même pas osé imaginer, rencontre les anciens amis de sa mère, qu’elle n’a pas connue. A Paris, Vernon rencontre Lydia Bazooka, une journaliste indé qui veut écrire une biographie sur Alex et tombe sous le charme vintage de Vernon.
Traqué par Sylvie, Vernon doit oublier Lydia. Il trouve refuge auprès de Gaëlle qui l’introduit chez Kiko, tradeur cocaïnomane déjanté. Vernon, promu DJ, mixe les sons d’Alex à sa sélection et la soirée prend une toute autre dimension. La Hyène a enfin trouvé Xavier. Ensemble, ils se mettent en quête des cassettes contenant le testament de Bleach.
Vernon est tombé éperdument amoureux de Marcia, Brésilienne fascinante..., et chasse gardée de Kiko. Vernon se retrouve une fois de plus à la rue. Anaïs tente de s’introduire dans le monde de La Hyène, tandis que Pamela Kant débarque à Paris pour découvrir, elle aussi, ce que cache le testament d’Alex et protéger la mémoire de Vodka Satana.
Alors qu’il vient de retrouver Vernon, Xavier se fait agresser. Gravement blessé, il est conduit à l’hôpital, avec à sa suite Vernon et Pamela. Fragilisé par le chaos des derniers jours, Vernon ne supporte pas l’idée de perdre un autre ami ; il s’enfuit et s’endort sur un banc pendant que La Hyène retrouve les cassettes d’Alex Bleach.
Vernon est à la rue et a coupé les amarres avec le monde ; Pamela, Xavier, Emilie, Sylvie se lancent à sa recherche. De son côté, La Hyène choisit de ne pas donner les cassettes à Dopalet mais plutôt de révéler leur contenu à Anaïs et Aïcha puis à toute la bande qui a finalement retrouvé un Vernon transfiguré.
