Christian (Ewan McGregor) é um jovem escritor que possui um dom para a poesia e que enfrenta seu pai para poder se mudar para o bairro boêmio de Montmartre, em Paris. Lá ele recebe o apoio de Henri de Toulouse-Latrec (John Leguizamo), que o ajuda a participar da vida social e cultural do local, que gira em torno do Moulin Rouge, uma boate que possui um mundo próprio de sexo, drogas, adrenalina e Can-Can. Ao visitar o local, Christian logo se apaixona por Satine (Nicole Kidman), a mais bela cortesã de Paris e estrela maior do Moulin Rouge.

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