19세기 말 프랑스 파리 물랑루즈의 아름다운 뮤지컬 가수 샤틴(니콜 키드먼 분)은 자신의 신분 상승과 성공을 위해 야심을 가지고 있다. 클럽의 매니저로부터 스폰서를 구하고 있던 샤틴은 우연한 기회에 젊고 이상에 사로잡힌 시인 크리시티앙(이완 맥그리거 분)을 만난다. 부루조아적 삶에 지쳐 자신의 기득권을 포기하고 물랑루즈라는 신비의 세계에 합류한 크리시티앙은 샤틴을 만나는 순간 운명적인 사랑에 빠진다. 크리시티앙은 샤틴을 위해 자신을 헌신해 간다. 하지만 샤틴에게는 누구도 모르는 슬픈 운명이 놓여있는데.