Un jeune chanteur se détourne de Dieu et déserte l'église tenue par son père. De retour des années plus tard, il trouve la congrégation en plein tumulte et convoitée par son ennemi d'enfance.
Mia rêve de devenir actrice. Elle travaille dans un café installé sur un studio très connu d'Hollywood et enchaîne les auditions infructueuses. Un jour, elle rencontre Sebastian, un pianiste de jazz dévoué à son art qui doit accepter des contrats humiliants afin de joindre les deux bouts. Les deux artistes s'éprennent l'un de l'autre et s'évertuent à trouver leur place dans ce monde artificiel où le bonheur et l'amour éternel sont les plus grandes supercheries.
En Autriche, Maria est une jeune femme qui se prépare à devenir religieuse dans une abbaye bénédictine située à Salzbourg. Son couvent l'envoie en tant que gouvernante de sept enfants, dans la famille d'un veuf, le capitaine Georg Ritter von Trapp. Au début, les enfants se montrent hostiles et espiègles. Elle tient bon, tout en leur enseignant le chant. Bientôt, elle leur sert d'amie et de confidente.
Troy et Gabriella, qui sont en dernière année, affrontent la perspective d'être séparés l'un de l'autre, puisqu'ils iront faire leurs études dans des universités différentes. Avec l'aide du reste des Wildcats, ils vont mettre en scène une comédie musicale élaborée reflétant leurs expériences, leurs espoirs et leurs craintes vis-à-vis de leur avenir. Riche d'une nouvelle musique extraordinaire et de numéros de danse inédits et exceptionnels conçus pour tirer parti au maximum du grand écran, ce film bouillonnant de jeunesse et d'énergie offrira le meilleur des jeunes artistes de East High..