Silicon Valley foregår i det moderne Silicon Valley, hvor teknologiens guldfeber udspiller sig, og hvor de, der er bedst kvalificeret til succes, lader til at have vanskeligst ved at håndtere den. Det er en komedie, der inviterer seerne ind i it-branchen, en verden fyldt med nystartede virksomheder – og socialt akavede aktører, der forsøger at få det fulde udbytte ud af situationen. Silicon Valley fortæller historien om, hvordan Richard, en indadvendt computer programmør, tjener sin formue. Han lever sit liv som på et "hacker hostel" for at starte en virksomhed op sammen med sine venner Big Head, Gilfoyle og Dinesh. De socialt utilpassede er under opsyn af Erlich, en it-millionær, der lader dem bo i sit hjem gratis på betingelse af, at han får en ejerandel på 10%. Mens Richard sidder fast i en deltidsstilling i en større virksomhed, Hooli, er der ingen fremskridt at spore på Pied Pipers obskure hjemmeside. Men da en mellemleder hos Hooli ved navn Jared indser værdien af hjemmesidens komprimeringsalgoritme er Richard pludselig fanget midt i en budkrig mellem Hoolis grundlægger Gavin Belson og milliardæren og investoren Peter Gregory.

De tveæggede tvillinger Lindy og Logan Watson har kendt deres bedste venner siden de var helt små og er tusind gange bedre til at vikle sig ind i problemer end at komme ud af dem. Hver episode starter med at en af vennerne prøver at forklare sig ud af nogle bizarre situationer.