1940년대 뉴욕 브룩클린에서 가난하게 살아가는 10대 소년 조와 그의 가족들에 얽힌 이야기가 이어진다. 조의 어머니는 로맨스를, 아버지는 돈을 꿈꾼다. 한편 나이트 클럽의 시가렛 걸인 샐리는 라디오 스타가 되기를 꿈꾼다. 팍팍한 현실에서 이들에게 유일한 위안은 바로 라디오에서 흘러나오는 노래들이다.
성공한 영화감독인 샌디 베이츠는 더 이상 괴짜 코미디를 만들고 싶지 않다. 하지만 대중은 그에게서 코미디를 원하고, 그의 첫 번째 진지한 영화는 외면당한다. 그는 스타더스트 호텔에서 주말을 보내며 그의 인생, 작품, 인간 관계를 돌아보는데, 그러던 중 그는 도리라는 아름다운 여인과 마주친다.