Hollywood, 1927. På film og i pressens historier elsker Don og Lina hinanden, men han er dødtræt af den selvoptagede og underfrankerede primadonna. Talefilmen er ved at afløse stumfilmen, og feterede stjernepar må omstille sig til de nye forhold. Don er oprindelig sanger, så han klarer sig, mens Lina en stemme så skinger, at et testpublikum får deres livs grin. Derfor lader man den unge håbefulde Kathy lægge stemme til Linas figur, og snart får Don lyst til at synge og danse, selvom det øser ned.

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.

Med charme, selvtillid og good looks er tennislæreren Chris et hit i Toms eksklusive klub - også hos ejerens søster Chloe. Chris og Chloe forelsker sig, men samtidig har også Toms kæreste Nola en godt øje til Chris. Mens brylluppet med Chloe bliver planlagt indleder de Chris en kort og hed affære med Nola. Et par måneder efter brylluppet med Chloe dukker Nola op igen, og så begynder det at gå helt galt for Chris.