Frank & Ava, ikonlar Frank Sinatra ve Ava Gardner arasındaki fırtınalı ilişkinin çılgın yolculuğuna katılıyor, uzun yıllar süren aşklarını ve ardından gelen evliliklerini gösteriyor. 1949'da, durgun bir ses, başarısız bir evlilik ve zedelenmiş bir ekran dışı itibar nedeniyle kariyeri düşüşte olan Frank, Hollywood'un en güzel kadını olduğu konusunda hemfikir olunan yükselen yıldız Ava'ya aşık olur. Aşkları göz kamaştırıcı olsa da, bir çift olarak talihsizdiler; Hedda Hopper gibi muhabirler tarafından sık sık takip ediliyorlardı; Frank karısı Nancy Barbato'dan boşanmayı reddederken, Frank'i zina yapan biri, Ava'yı da yuva yıkan biri olarak gösteriyorlardı. 1951'de evlendikten sonra, kariyerleri ne zaman onları ayırsa, magazin dergileri onların sıralanmış ilişkilerini sergilediler. (Genellikle Ava, Frank'i geride bırakarak film çekmek için Avrupa ya da Afrika'ya gidiyordu). Bu arada, kariyeri pamuk ipliğine bağlı olan Frank, umutsuzca istediği oyunculuk işini bulmaya çalışmaktadır...