En février 1976, Francis Ford Coppola s'installe avec son équipe et toute sa famille aux Philippines pour tourner son huitième film, "Apocalypse Now". A sa demande, sa femme Eleanor suit avec sa caméra le tournage du film, tient un journal et enregistre leurs conversations. "Au cœur des ténèbres" est le film du film. Il évoque l'histoire d'un metteur en scène et d'une équipe confrontés à toutes sortes de problèmes qui mettront leurs vies et leurs nerfs à rude épreuve....

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En 1969, à Paris, Paul, un jeune Américain, souhaite devenir cinéaste. Il projette de tourner un journal filmé, façon "cinéma vérité", de sa propre vie.Pour le moment, Paul est monteur sur Dragonfly, un long métrage de science-fiction dont l'action se déroule en 2001 : la belle Valentine joue l'héroïne, toute de cuir rose vêtue. Le metteur en scène de Dragonfly est un "auteur" extravagant. Sa passion pour Valentine affecte son jugement, notamment en ce qui concerne la fin du film.Ecoeuré, Enzo, le producteur, renvoie le cinéaste et engage, pour le remplacer, un jeune et arrogant prodige de la mise en scène, Felix De Marco. Paul est jaloux du succès de ce dernier, mais suite à un accident de voiture, Felix se retire.Enzo fait alors appel à Paul pour sauver le tournage du film. Malgré sa peur, celui-ci accepte....