D'après la comédie musicale Cats. Chaque année, dans les ruelles sombres de Londres, un bal est organisé par Deuteronome lors d'une nuit extraordinaire et pleine de magie. Des chats tentent leur chance pour être l'élu, celui qui pourra entrer au paradis de la Jellicosphère, afin de renaître dans une nouvelle vie.
Upper West Side, années 1950. Deux bandes de jeunes s'affrontent : d'un côté les Sharks dirigés par Bernardo et de l'autre les Jets, avec Riff à leur tête. Tony, lié au Jets, va s'éprendre de Maria, la sœur de Bernardo.
Londres, au début du XX siècle. Eliza Doolittle, une pauvre fleuriste cockney, demande au prétentieux professeur Higgins, qui se moque de son langage « primaire », des leçons de phonétique afin de parler comme une « lady dans une boutique de fleurs ». Le colonel Pickering, ami et collègue du professeur, propose un pari à ce dernier : transformer suffisamment Eliza pour la faire passer pour une grande dame raffinée lors d'une réception à l'ambassade de Transylvanie, quelques mois plus tard. Higgins relève le défi et installe la jeune fille chez lui au terme d'un contrat verbal dont la durée est fixée à 6 mois : Eliza ne payera pas ses leçons de phonétique mais elle sera le « cobaye » de Higgins qui s'engage à mettre toute sa science au service d'un projet, celui de la faire parler comme une duchesse, dont le test final sera l'apparition d'Eliza à un bal de la cour. Le père d'Eliza, un éboueur quelque peu anarchiste, plein de vitalité et animé d'une joyeuse verve populaire, vient s'enquérir des intentions du professeur et repart avec l'argent qu'il lui a demandé en compensation de la « perte » de sa fille.
Gilbert, petite cité texane, est célèbre dans tout le pays pour sa maison close, la « Cage aux poules », établissement tenu par la plantureuse Miss Mona. Un jour, Melvin Thorpe, journaliste de télévision, entend dénoncer, dans une émission, l'illégalité d'une telle maison. Mais il aura fort à faire avec Ed Dodd, le respecté shérif local et amant de Miss Mona.
En 1951, à Belleville dans le New Jersey, Tommy DeVito est un jeune Italo-Américain qui vit de plusieurs arnaques. Il est ami avec Frankie Castelluccio, qui possède une voix magnifique. Frankie est très apprécié par Gyp DeCarlo, le mafieux local, qui l'aide souvent.
Sherrie, jeune provinciale, rencontre Drew, garçon de la ville, sur le Sunset Strip, alors qu'ils tentent de percer à Hollywood. "Rock Forever" raconte leur histoire d'amour à travers les tubes de Bon Jovi, Def Leppard, Foreigner, Pat Benatar, Journey, Poison, REO Speedwagon, et Twisted Sister...
La petite Annie est orpheline. Joyeuse et décidée, elle entre dans la vie d'un milliardaire, Oliver Warbucks, qui souhaite l'adopter. Mais un couple de petits truands, Rooster et Lily, appâtés par une promesse de récompense et aidés par Miss Hannigan, sœur de Rooster et directrice de l'orphelinat où vit Annie, se font passer pour ses parents.
Approchant de l'âge de cinquante ans, le réalisateur Guido Contini (Daniel Day-Lewis) est confronté à une crise de la cinquantaine qui étouffe sa créativité. Alors qu'il est à même de commencer son dernier film, Italia, il est obligé d'équilibrer les nombreuses femmes formatrices de sa vie, dont sa femme, Luisa (Marion Cotillard), sa maîtresse, Carla Albanese (Penélope Cruz), sa muse star de cinéma, Claudia (Nicole Kidman), sa confidente et conceptrice de costumes (Judi Dench), une journaliste de mode américaine, Stephanie Necrophuros (Kate Hudson), une prostituée de sa jeunesse, Saraghina (Fergie), et sa mère (Sophia Loren).
À New York, dans les années 1950, deux gangs de rue rivaux, les Jets (Américains d'origine polonaise, irlandaise et italienne) et les Sharks (immigrés d'origine portoricaine), font la loi dans le quartier West. Ils se provoquent et s'affrontent à l'occasion. Tony, ex-chef des Jets qui a maintenant pris ses distances avec le gang, et Maria, la sœur du chef des Sharks, tombent amoureux, mais le couple doit subir les forces opposées de leur clan respectif.
Sally Bowles est une chanteuse américaine qui se produit dans le cabaret Kit Kat Klub à Berlin au début des années 1930. Elle loue une chambre à Brian, un Anglais réservé, universitaire et écrivain, qui vient d'arriver à Berlin pour écrire sa thèse de philosophie. Brian donne des leçons d'anglais pour gagner sa vie, tout en poursuivant ses études. Sally essaie sans succès de le séduire et pense d'abord qu'il est homosexuel. Ils deviennent amis et Brian est le témoin de la vie chaotique de Sally durant les derniers jours de la République de Weimar. Brian et Sally deviennent bientôt amants.
À la fin des années 1960, la star du Magicien d’Oz Judy Garland s’apprête à donner une série de concerts à Londres. Mais sa voix s’est fragilisée au fil du temps et Judy souffre, fragilisée par une vie entièrement consacrée à Hollywood et à sa carrière.
Seymour Krelborn travaille chez un petit fleuriste de quartier, et est secrètement amoureux de sa collègue Audrey. Son patron, désespérant de l'absence de clients dans le magasin, annonce qu'il va devoir mettre la clef sous la porte. Seymour propose alors de mettre en vitrine une plante inconnue qu'il avait trouvée le jour d'une éclipse. Intrigués par l'aspect étrange de la plante, les clients affluent. Il s'avère cependant que la plante a besoin de sang humain, et Seymour éprouve chaque jour - au fur et à mesure qu'elle grandit - plus de mal à la nourrir.
Un producteur de Broadway, mis au courant d'une arnaque comptable qui consiste notamment à produire une pièce qui soit un échec financier décide de s'allier au timide comptable qui l'a tuyauté. Les deux escrocs, qui n'ont pas un sou, décident de monter la pire comédie musicale : Un printemps pour Hitler.
Oliver Twist est un jeune garçon orphelin, qui travaille dans les années 1830 dans une usine qui n’emploie que des orphelins, comme il en existe en Grande-Bretagne à cette époque, et que l'on appelle les workhouses. Au cours d'un repas, il est renvoyé de l'institution pour avoir réclamé plus de soupe. Il est vendu comme garçon de boutique à un commerçant local, mais bien vite il réussit à s'enfuir de son nouvel enfer, et écume les routes jusqu'à Londres. De là son aventure londonienne commence par sa rencontre avec un jeune pickpocket de son âge, l'Arsouille (interprété par Jack Wild), qui décide de le conduire auprès de son mentor, Fagin (interprété par Ron Moody), un « sauveur » de jeunes garçons en détresse des bas fonds de Londres. Ce dernier l’initie à l'art subtil du vol et le prend sous son aile. S'ensuivent de nombreux rebondissements qui mènent Oliver à retrouver ses origines aux côtés de son grand-père maternel. Le film a la forme d’une comédie musicale, où le rêve d'un petit enfant se traduit en une musique capable d'entraîner toute la ville de Londres.