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.
John, Paul, George og Ringo er taget fra Liverpool til London, for at spille en stor koncert. I træk har de et par overtrætte managere og Paul's ballademagende, men meget rene, bedstefar. Men drengene og bedstefar har ikke lyst til at sidde og kede sig på et hotelværelse, så de sniger ud for at feste, og det er ikke let når man er nogen af verdens mest genkendelige stjerner.
Den underskønne showgirl Miss Lorelei Lee lever efter mottoet "Diamonds are a girl's best friend". Som en naturlig følge stiger hun om bord på båden fra New York til Paris med den hensigt at gifte sig med millionæren Gus Esmond. Undervejs forelsker hendes veninde, Dorothy Shaw (Jane Russell), sig i en fattig privatdetektiv, der er hyret af Esmonds far til at afsløre, hvorvidt Miss Lee bare er ude efter pengene. I henhold til sin livsfilosofi bestemmer Miss Lee sig for at forpurre forelskelsen og føre Dorothy sammen med diamanthandleren Sir Francis Beekman. Det kommer der mange forviklinger ud af.
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.