Париж, 1899 год. Знаменитый ночной клуб «Мулен Руж» — это не просто место для вечеринок и блестящего удовольствия, а целый храм желаний, где каждый ищет мгновение праздника, красоту, свободу и любовь, и готов расплатиться за это собственными деньгами. В центре сюжета — борьба за сердце самой знаменитой куртизанки города, Сатин, чья улыбка освещает сцены и чьи тайны притягивают к себе поклонников. За неё борются два человека: бедный писатель Кристиан, который шёлкoм ночной жизни подхватывает сумасшедший темп и увлекается миром развлечений, отвлекаясь от реальности, и богатый герцог, чьё богатство даёт ему доступ ко всему залу — вплоть до возможности провести с Сатин ночь и, возможно, купить целый театр, чтобы закрепить свою власть над ней. Сатин же оказывается не просто добычей, а женщиной, чья свобода и мечты идут вразрез с желаниями мужчин и жесткими правилами общества. Так начинается история любви, риска и выбора, которые переплетаются с музыкой, пульсом ярких огней и искрами нереализованных желаний, превращая ночь в легенду.
Первоначально главные роли должны были сыграть Хит Леджер и Кэтрин Зета-Джонс.
Над изготовлением 300 костюмов работали 80 костюмеров.
Сюжет фильма развивается из сюжетных линий трёх опер: «Ла Травиата», «Богема» и «Орфей и Евридика». Также прослеживается некоторая схожесть с опереттой Жака Оффенбаха «Парижская жизнь».
В ноябре 1999 года пришлось приостановить съёмки, так как Николь Кидман сломала ребро и повредила колено. Ряд сцен был снят с участием неподвижных крупных планов актрисы, сидящей в кресле-коляске.
Николь Кидман носила во время съёмок самое дорогое ожерелье за всю историю кинематографа ценой в 1 млн. долларов.