אליזבת, מעצבת אופנה צעירה בלונדון של היום, מוצאת את עצמה נקשרת באופן מסתורי לעולם של שנות השישים דרך חוויות על-טבעיות. בלילות היא נודדת אל עבר העבר, אל חייה של סנדי, זמרת צעירה שנאבקת לפרוץ במועדוני הסוהו הסואנים. סנדי, בגילומה של אניה טיילור-ג'וי, נראית בתחילה ככוכבת עולה עם חלומות גדולים וזוהר שמסביב, אך מהר מאוד מתגלה כי החיים במועדונים אינם כפי שהם נראים מבחוץ. אליזבת, שמגולמת על ידי ת'ומסין מקנזי, חווה את המאבקים, התקוות והאכזבות של סנדי, ודרכה מתמודדת עם הפער בין הזוהר המפתה לבין המציאות הקשה שמאחוריו.
המסע בין העבר להווה מתגלה כיותר מסתם חווית נוסטלגיה; הוא חושף סודות אפלים ומסכני חיים שמאיימים לטרוף את שניהם. ככל שאליזבת מתעמקת בסיפור של סנדי, היא מוצאת את עצמה בסכנה ממשית, כשהחלומות היפים מתערבבים עם סיוטים שמאיימים להשמיד את השניים. הסרט, בבימוי אדגר רייט, מציג דרך סיפור מותח את המאבק בין האשליה למציאות, בין הרצון לפרוץ דרך לבין המחיר הכבד של ההצלחה. אליזבת חייבת לפענח את הסודות שמאחורי הזוהר של סוהו כדי לשרוד ולהבין את האמת על עצמה ועל התקופה שאליה היא נקשרת. המפגש בין שתי הנשים, בין שתי התקופות, מוביל לשיא דרמטי שבו הגבולות בין חלום למציאות מטושטשים, וההשלכות עלולות להיות הרסניות. הסרט מציג גם ביקורת חברתית על התעשייה המוזיקלית והאופנה, תוך התמקדות באלימות, ניצול ושימוש בכוח נגד נשים צעירות. השילוב של אלמנטים על-טבעיים עם דרמה פסיכולוגית מעניק לעלילה עומק רב ומתח מתמיד. בנוסף, השימוש באסתטיקה של שנות השישים והסאונד המוקפד מחזקים את האווירה המיוחדת של הסרט. בסופו של דבר, "אתמול בלילה בסוהו" הוא סיפור על זהות, זיכרון וכוח ההשפעה של העבר על ההווה, כשהדמויות נאלצות להתמודד עם האמת הקשה כדי להשתחרר ממעגלים של כאב וחלומות שבורים.
