La película es una retrospectiva o flashback del protagonista, Christian, que recuerda la primavera de 1899, cuando llegó a París para vivir la bohème de final de siglo y escribir sobre la VERDAD, la BELLEZA, la LIBERTAD y el AMOR, los ideales bohemios; afortunada o desgraciadamente él los viviría intensamente en su ser al enamorarse de Satine, la más encantadora cortesana del Moulin Rouge.

Satine, "el Diamante Reluciente", adora los joyas, juega con los hombres y nunca se enamora; su sueño es llegar a ser una gran actriz y alejarse para siempre del Moulin Rouge. Pero todo lo mudarán el Amor y el Destino, unidos fuertemente por trágicos lazos.

Christian conoce a Satine recién llegado a la ciudad. Desde el primer momento se enamora de ella y se propone conquistarla. Satine lo rechaza porque él es pobre y no puede ofrecerle nada material. Pero el profundo amor del poeta logrará al fin ganar su corazón.

"Qué maravilosa es la vida ahora que tú estás en el mundo"

Sin embargo, Satine no es libre; está atada al Moulin Rouge y a los lascivos deseos del duque, que quiere poseerla. Lucharán el amor y el "deber", y la muerte ganará esta batalla, pero nada podrá destruir el eterno vínculo de los amantes.