هنگ کنگ، سال ۱۹۶۲٫ «لی ژن» (چئونگ) منشی یک شرکت صادراتی است و شوهرش که در یک شرکت ژاپنی کار می‌کند، دائم در سفر است. خیلی زود میان «لی – ژن» که در یک واحد آپارتمانی شلوغ زندگی می‌کند و همسایه‌اش، روزنامه نگاری به نام «چو» (لئونگ چیو وای)، صمیمیتی به وجود می‌آید.

در سال 1899 در پاریس شاعر فقیر و جوان اسکاتلندی به اسم «کریستین» (اوان مک گرگور) زندگی می کند. او پس از مدتی به یک کلوب پنهانی به اسم «مولن روژ» در محله بدنام «مونت مارتی» که فعالیتهای زیر زمینی در زمینه هایی چون مواد مخدر دارند می پیوندد. او ناگهان خودش را گرفتار یک رابطه عاشقانه حزن انگیز و آتشین با گرانترین ستاره گروه (نیکول کیدمن) که مشهورترین فاحشه شهر نیز می باشد می بیند...

داستان به هالیوود و سال ۱۹۴۷ باز می‌گردد. جایی که راجر رابیت، ستاره فیلم‌های نقاشی متحرک نسبت به وفاداری همسرش، جسیکا تردید دارد. رئیس کمپانی تهیه‌کننده فیلم‌های او، به یک کارآگاه خصوصی به نام ادی مأموریت می‌دهد شواهدی علیه جسیکا جمع‌آوری کند تا راجر را به جدائی از همسرش قانع کند. ادی عکس‌هایی از جسیکا در کنار یکی از ثروتمندان بزرگ شهر، ماروین می‌گیرد. راجر با دیدن عکس‌ها به شدت عصبانی می‌شود و همان شب ماروین به قتل می‌رسد. قاضی دوم به این نتیجه می‌رسد که راجر قاتل است و حکم بازداشت او را صادر می‌کند. اما… همچنین سکانس پایانی فیلم یکی از نقاط عطف تاریخ سینما به حساب می‌آید چرا که در تلفیق صحنه‌های نقاشی متحرک با زنده، بسیاری از شخصیت‌های محبوب دهه ۱۹۴۰ مثل «باگزبانی»، «بتی‌بوپ»، «میکی ماوس»، «دانلد داک»، «وودی وودپکر» و «پینوکیو» را گرد هم می‌آورد.

داستان فیلم از چهار قسمت تشکیل شده است، سه قسمت اول درمورد رابطه «چو» با سه زن است که بعد از از دست دادن عشق زندگی اش، «سو لی ژن» با آن ها آشنا شده. قسمت چهارم در دنیای اسرار آمیز چو، که ۲۰۴۶ نام دارد روی می دهد...