Ali (Christina Aguilera), une fille de province dotée d'une voix magnifique, échappe à la précarité et à un avenir incertain pour poursuivre son rêve à Los Angeles. Elle tombe par hasard sur The Burlesque Lounge, un théâtre majestueux mais en difficulté qui abrite une revue musicale inspirée et y sert des cocktails pour Tess (Cher), la propriétaire du club et tête d'affiche. Les costumes flamboyants et les chorégraphies ambitieuses de Burlesque éblouissent la jeune ingénue, qui espère s'y produire un jour.