Christian, un poète américain désargenté, se rend à Paris en 1899, dans l'espoir d'y faire fortune. Il fait rapidement la connaissance d'une bande d'artistes excentriques qui l'initient aux plaisirs nocturnes de la ville de Lumière, le conviant au Moulin Rouge le soir même. Une chanteuse resplendissante, Satine, doit lui être présentée. Celle-ci, véritable égérie du directeur de la revue, Zidler, a pour objectif de séduire le richissime duc de Worcester. N'ayant jamais vu ni l'un ni l'autre, Satine vampe outrageusement Christian, persuadée d'avoir affaire au duc. La fraîcheur du jeune poète ne tarde pas à lui faire tourner la tête.