三个年轻水手——盖比（金·凯利 饰）、奇普（Frank Sinatra 饰）和奥兹（Jules Munshin 饰）要在纽约度过一天假期，他们决定好好享受这座大城市，最好能遇到爱情！盖比在地铁上对海报里的“月度女孩”一见钟情，决定不惜一切代价找到她然后表白；三人在搭计程车时，奇普被女司机一眼相中，不由分说带着他回家共度春宵，奥兹遇到一位人类学家女博士，觉得他看起来是标准的“史前人”，因此欣喜地爱上了他。三个好友各有境遇，其中数盖比寻找“月度女孩”最为艰难曲折。载歌载舞之间，24小时假期显得那么短暂……

故事发生在十七世纪的法国，安娜（安吉拉·兰斯伯瑞 Angela Lansbury 饰）在误打误撞之中将国王（弗兰克·摩根 Frank Morgan 饰）送给她的珠宝转赠给了自己的情人白金汉公爵。大臣黎塞留发现了此事，将其当成施展自己野心的大好机会。

杰瑞•莫里恩（金•凯利 Gene Kelly 饰）是住在巴黎一位穷困潦倒的美国画家，通过朋友钢琴手亚当（奥斯卡•莱文特 Oscar Levant 饰），杰瑞结识了一位当红法国歌手亨利（乔治•盖塔瑞 George Guétary 饰）。不久杰瑞被一位富有的夫人麦络（妮娜•福煦 Nina Foch 饰）赏识并资助作画，但他却爱上了百货店的年轻售货员丽丝（莱斯利•卡伦 Leslie Caron 饰）。然而出乎意料的是，丽丝竟然是亨利的女友，不知情的亨利还劝杰瑞要勇于争取爱情。所有的矛盾在一次盛大的黑白舞会中聚集激化，杰瑞得知丽丝将要嫁给亨利的消息后最后一次幻想二人在浪漫巴黎歌舞翩翩。然而真挚的爱情就这样永远逝去么？

1927年，由唐·洛克伍德（吉恩·凯利 饰）和丽娜·雷蒙德（简·哈根 饰）主演的《皇家流氓》在好莱坞首映。由于丽娜刺耳的嗓音无法匹配其夺目的外貌，为了维护明星形象，宣传部只得安排唐一人讲话。首映后，由于钢琴师科斯莫·布朗（唐纳德·奥康纳 饰）的汽车爆胎，为了躲避疯狂的影迷，唐意外结识了能歌善舞的凯西·塞尔登（黛比·雷诺斯 饰），并被其深深吸引。数周后，首部有声电影《爵士歌手》爆红，唐与丽娜的新片《决斗骑士》不得不临时改变拍摄方式，而凯西也成为歌舞片演员。因预映口碑极差，科斯莫提议将《决斗骑士》改为歌舞片，由凯西为丽娜配音，凯西积极附议。与凯西吻别后，唐心花怒放，在雨中载歌载舞。科斯莫的计划能否奏效？幕后的凯西能否走到台前接受观众的掌声？

迪芬（凯瑟琳·德纳芙 Catherine Deneuve 饰）和苏兰（弗朗索瓦·朵列 Françoise Dorléac 饰）是相依为命的两姐妹，她们一个红发，一个金发，一个擅长曼妙的舞蹈，一个拥有天籁的歌喉。夏日嘉年华将近，在逐渐热烈的气氛中，迪芬和苏兰也在嘉年华中有着各自的任务。