Действие фильма происходит в 1899 году, в Париже, на Монмартре. Молодой и талантливый писатель Кристиан приезжает в город, где вскоре знакомится со звездой местного кордебалета Мулен Руж Сатин, мечтающей стать настоящей актрисой. Ее любви добивается герцог, предпочитающий покупать чувства деньгами, и ради нее он готов пожертвовать немалую сумму на гигантскую постановку, звездой которого станет она, Сатин. Однако между автором этой постановки, Кристианом, и Сатин мгновенно рождается любовь, которую они вынуждены прятать от всего мира, но счастью влюбленных не суждено осуществиться: Сатин больна чахоткой, и жить ей осталось совсем недолго.