Den unge engelske digter Christian ankommer i 1899 til Paris og forelsker sig stormende i en af natklubben Moulin Rouge's kurtisaner, den smukke Satine. Hun efterstræbes også af natklubejeren Hertugen. Mod alle odds forsøger Satine og Christian at blive sammen, men en kraft, som ikke engang kærlighed kan overvinde, truer Satine.
Der er audition på Broadway, og en hel hob af håbefulde dansere satser hver især på at få deres store chance. Men først skal de vække instruktøren Zachs interesse. Han får imidlertid lidt af et chok, da hans tidligere flamme Cassie træder ind i salen - desperat efter et job.