1899年、パリ。貧しい青年作家クリスチャンはナイトクラブ“ムーラン・ルージュ”に仲間と潜り込むが、一番人気の踊り子で上流階級相手の高級売春婦のサティーンと恋に落ちる。サティーンの機転で、クリスチャンは彼女が主演する新作舞台の台本を書くことになる。一方、資金繰りに困ったムーラン・ルージュのオーナーのジドラーは、資産家ウースター公爵から資金を引き出そうと、サティーンに彼の愛人になるよう強要する。

ドクター・イーブルの世界征服計画は、まだまだ健在だった。隕石を地球に誘導する「プレパレーションH」計画を進めるイーブルだが、オースティンによってあえなく計画は阻止される。ところが、イーブルの差し金で、オースティンのパパスパイ、ナイジェルが謎の悪党ゴールドメンバーにより1975年へ連れ去られてしまう。早速自分もタイムスリップしたオースティンは、パートナーのフォクシーと共にナイジェルを探し出し、ゴールドメンバーの正体を暴き出す。