Act I
모든 것은 가수가 꿈이었던 세 소녀가 The Dreamettes 라는 이름으로 시카고의 유명한 쇼에 나가게 되면서 시작된다. The Dreamettes 의 리드보컬이라 할 수 있는 Effie의 남동생인 C.C가 작곡한 ‘Move’로 탤런트 쇼에 출연하고, 우승하진 못하나 바로 그 곳에서 훗날 매니저로 함께 일하게 되는 중고차 중개업자인 Curtis를 만나게 된다. Curtis는 당대 최고의 R&B 스타인 James와 그의 매니저인 Marty를 설득하여 Dreamettes 를 그의 투어 공연의 백업 코러스 싱어로 설 수 있게 하고, C.C는 James와 Dreametts 를 위한 곡을 만든다. 이 싱글은 곧 공전의 히트를 쳐 사람들의 주목을 끌지만 곧 백인 팝 가수가 이 곡을 무단으로 훔쳐 자신의 곡으로 만들어 싱글을 냄으로써 The Dreametts 의 데뷔는 미뤄지게 되고, 이에 분개한 Curtis, C.C 등은 미국 전역의 라디오 DJ들을 매수하여 ‘Steppin’ to the Bad Side’ 를 발표하고 이는 곧 누구도 의심할 수 없을 만큼의 히트를 기록한다. 성공 가도를 달리기 시작하자 Marty 와 Curtis 의 생각은 서로 어긋나기 시작하고 결국 Marty 가 일을 그만둠으로써 Curtis 가 독점한다. Curtis 는 백인 사회에 Dreametts 를 맞춰 넣어 성공하겠다는 원대한 계획을 세우며 Dreametts 를 바꾸기 시작한다. 이에 따라 조금 더 부드럽고 예쁘고 인형 같은 이미지로 그룹을 꾸미기 위해 노력하던 중 Effie 대신 Deena 를 리드 보컬로 세우는 게 맞는다는 판단을 내리고 모두를 설득한다. 그러나 점점 견해차는 벌어지기만 하고 결국 Effie 는 팀을 뛰쳐나가기에 이른다. 아름다운 Deena 에게 Curtis 는 빠지기 시작하고, Effie를 결국 팀에서 빼기로 결정하는데 이 때 Effie는 Curtis의 아이를 임신하고 있던 상태였다. 이 모든 것을 Curtis 에게 얘기하려고 찾아 온 Effie 에게 모든 사람들은 그녀의 태도를 책망하고, Curtis는 섭섭지 않게 돈을 줄 테니 떠나라고 말한다. 절망한 Effie를 뒤로하고 그룹은 ‘Deena Jones & the Dreams’란 이름으로 큰 성공을 거둔다.
Act II
Deena Jones & the Dreams는 굉장한 성공을 거두어 미국 전역에서 가장 인기 있는 여성 그룹이 되어있고, Deena는 Curtis와 결혼했으며 C.C는 The Dreams의 다른 멤버와 사랑에 빠져있다. Jimmy는 The Dreams의 Lorrell과의 불륜 관계를 이어가고 있었으나 곧 재기하지 못하는 가수로서의 실패한 인생의 무게에 눌려 괴로워하던 중 Curtis와의 다툼 끝에, 더 이상 자신을 버리는 일은 하지 않겠다며 떠난다. 한편, 아직도 옛 영광을 잊지 못하고 거만한 태도로 일관하던 Effie 에게 Marty는 계속 노래를 하고 싶다면 달라져야 한다고 충고하고, 그녀는 그의 충고를 받아들이기를 결심한다. 시간이 흐를수록 Curtis 의 독단적인 태도에 질린 C.C 와 Deena. Deena 는 배우를 하겠다 결심하지만 반대에 부딪히고, C.C는 자신만의 음악을 할 수 없게 됨에 떠나 Effie를 찾아가 다시 한번 같이 노래 하자 설득한다. 이윽고 One Night Only 라는 노래를 발표하고 좋은 반응을 얻지만 Curtis는 예전 자신들이 당했던 수법 그대로 그 노래를 훔쳐 Deena에게 부르게 하고, 후에 Effie 는 변호사와 함께 Curtis를 찾아와 그가 행해왔던 불법적인 일들에 대해 경고한다. 더 이상 Effie의 길을 막지 않겠다고 약속하는 것으로 무마한 Curtis 앞에, 그가 어떤 사람인지 깨달은 Deena가 이별을 고하고, Effie와 Deena는 화해한다. 결국 배우가 되겠다는 Deena와 One Night Only로 스타 가수가 된 Effie는 다시 모여 그룹을 해체하기 전 마지막 콘서트를 열고 Dreamgirls를 부르며 안녕을 고한다.