一场偶然的除夕卡拉OK比赛，让学校篮球队队长特洛伊（扎克·埃夫隆 饰）与性格害羞但成绩优异的新生加布里埃尔（凡妮莎·哈金斯 饰）这两个看似毫无关联的高中生相识。原本处于不同世界的他们，意外发现彼此都热爱唱歌，且配合十分默契。假期结束后，他们惊讶地发现竟就读于同一所学校。种种巧合让特洛伊和加布里埃尔对彼此愈发关注，渐渐互生好感。 学校各项比赛宣传火热进行，特洛伊在为一年一度的高校篮球比赛做准备，加布里埃尔则报名参加了十项全能大赛。与此同时，他们被学校组织的音乐剧演出吸引。二人都渴望改变，尝试另一个领域的事情。特洛伊不想只做天才球员，加布里埃尔也不愿被称为“数学怪胎”。很快，音乐剧初试名单上出现了他们的名字，他们都希望成为学校最新音乐剧的男女主角。 凯蒂新认识的朋友泰勒（莫妮卡·克尔曼 饰）和特洛伊的好友兼支持者查德（科宾·布鲁 饰）得知消息后表示反对。查德不想看到自己的篮球偶像登上舞台，泰勒担心学术比赛队伍会失去重要队员。一直是学校音乐剧主角的夏佩（阿什丽·提斯代尔 饰）和赖安（卢卡斯·格拉比 饰），担心自己在学校的地位受到动摇，便联合泰勒和查德，想尽办法阻止特洛伊和加布里埃尔成为音乐剧主角。期间，特洛伊和加布里埃尔还产生过误会，但最终化解。 尽管困难重重，特洛伊和加布里埃尔并未放弃，反而更积极地追寻梦想，还影响其他同学展现隐藏的才华。朋友们意识到自己的自私和愚蠢，决定支持他们参加音乐剧。然而紧要关头，夏佩和赖安暗中使坏，说服老师修改复试时间，导致音乐剧复试与篮球比赛、十项全能大赛时间冲突。好在有朋友们的帮助，这些问题都得以解决。特洛伊和加布里埃尔终于如愿参加音乐剧复试，并得到老师和同学们的认可。