Paris de 1899. Christian, um jovem com sonhos de ser poeta, desafia o seu pai quando passa a frequentar o submundo da cidade, precisamente o tradicional clube parisiense Moulin Rouge. Neste glamoroso refúgio de sexo e drogas, o inocente poeta conhece e apaixona-se por Satine, a grande estrela do clube e a cortesã mais famosa da cidade, com quem vive um trágico caso de amor.

Em Chicago, um adolescente (Tom Cruise) aproveita que seus pais viajaram e telefona para uma call-girl (Rebecca De Mornay). Ele acaba se envolvendo com ela e usa sua casa para que várias colegas de trabalho dela recebam seus "clientes", sendo que recebe a metade por ser "a casa". Mas nem tudo ocorre como planejara.

Juliette é uma dona de casa que gasta um dia por semana no centro de Paris a vender o seu corpo na rua, na esperança de conseguir escapar à decadência de um bairro suburbano, onde vive com a sua família, e encontrar a felicidade.

Maria, uma call girl de luxo, é contratada por Mouros para seduzir Meireles, presidente da câmara de Vilanova, na tentativa de que este autorize uma multinacional a construir um empreendimento turístico de alta qualidade. Entretanto, Madeira e Neves, polícias da PJ, descobrem os indícios de corrupção e começam a investigar Meireles. Tudo se torna ainda mais complexo quando Madeira descobre que Maria, a paixão da sua vida, é o isco que obrigará o político a ceder...