Париж, 1899 год. Молодой британский поэт Кристиан перебирается во Францию, чтобы полностью посвятить себя творчеству. Денег ему хватает только на съемную комнату в богемном квартале Монмартр. Его соседями оказываются художник Тулуз-Лотрек со своей шумной компанией друзей. Они готовят пьесу, которую им заказал Гарольд Зидлер, управляющий кабаре "Мулен Руж". В последний момент изначальный автор сбегает, и новые знакомые просят Кристиана закончить произведение. Поэт предлагает несколько оригинальных идей, и вся компания отправляется пересказать их заказчику. Прибыв в "Мулен Руж", они застают выступление главной звезды заведения - обворожительной куртизанки Сатин. Кристиан влюбляется в певицу с первого взгляда. Во время исполнения номера она ненадолго теряет сознание, поскольку её организм ослаблен туберкулёзом, о котором никто не догадывается. Между тем для Сатин этот вечер особенно значим. Среди присутствующих находится Герцог, способный решить её судьбу. Сатин планирует влюбить его в себя, чтобы он профинансировал первую серьёзную театральную постановку на сцене "Мулен Руж" и таким образом помог ей стать настоящей актрисой. Но она по ошибке принимает Кристиана за заветного инвестора...