"הבלש המזמר" עוקב אחר פיליפ מארלו, סופר של "פאלפ פיקשן", ספרות זולה, שמאושפז בבית חולים עם מחלה נוראית, צירוף של פסוריאזיס ששורף את העור וראומטיזם שמעוות את הפרקים. בעודו שוכב בבית חולים, הוזה, קודח ודואב, הוא מדמיין קטעים מהבלש שהוא כותב (בכיכובו) וגם חוזר אל טראומות ילדות. לאור מצבו הנפשי המעורער, הפסיכולוג של בית החולים מתעקש לשוחח איתו, ולמרות התנגדויות גדולות מצידו של מרלו (מייקל גאמבון בתפקיד חייו), לאט לאט הופך הטיפול לתהליך ריפוי. ההווה במוסד הרפואי, העבר בביתו שליד היער והפנטזיה על הבלש, מתחברים יחד לתהליך משמעותי במהלכו לומד מרלו לחיות בשלום יחסי עם השדים שרודפים אותו.