Christian (Ewen McGregor) ist ein mittelloser Schriftsteller und gerade erst in Paris angekommen, wo er als Autor im Moulin Rouge - jenen legendären Nachtclub der frivolen Unterwelt - eingestellt wird und sich sogleich in Satine (Nicole Kidman) verliebt, den Star der Show. Doch die Kurtisane soll im Auftrag ihres Impresarios, dem Moulin-Rouge-Besitzer Zidler (Jim Broadbent), den schmierigen Duke of Worchester (Richard Roxburgh) verführen. Er soll Geld für die Theaterinszenierung springen lassen. Der Duke beißt an, aber durch Zufall wird Christian als Autor verpflichtet - und seine Freunde um den kleinwüchsigen Künstler Toulouse-Lautrec (John Leguizamo) sind ebenfalls beteiligt. Als Satine Christians Liebe erwidert, gerät das Projekt, dessen Handlung ein Abbild der realen Ereignisse ist, in Gefahr. Die Eifersucht des Duke ist grenzenlos...