特洛伊（扎克·埃夫隆饰）是学校篮球队的明星队长，而加布里埃尔（凡妮莎·哈金斯饰）则是一个害羞但学业优秀的新生。在一个除夕夜的卡拉OK比赛中，他们的命运发生了交集。原本，他们就像两条平行线，永远不会相交，但他们发现彼此都对唱歌有着相同的热爱，这种默契让他们感到惊讶。假期结束后，他们意识到两人竟然在同一所学校就读。这些巧合使他们开始关注对方，并逐渐产生了情感。

学校的各项比赛活动正在紧锣密鼓地进行，特洛伊正在为即将到来的高校篮球比赛做准备，而加布里埃尔则决定参加十项全能大赛。然而，他们对学校正在组织的音乐剧也表现出了浓厚的兴趣。他们都渴望能有所突破，尝试新的事物。特洛伊不愿意仅仅被视为一名优秀的球员，而加布里埃尔也不希望被人称为“数学怪胎”。因此，他们的名字很快出现在了音乐剧的初试名单上，他们都有志于成为学校最新音乐剧的男女主角。

这个消息传开后，引起了各方的反应。凯蒂新认识的朋友泰勒（莫妮卡·克尔曼饰）以及特洛伊的好友查德（科宾·布鲁饰）都表示反对。查德不希望看到他的篮球偶像登上舞台，而泰勒则担心她会失去一位重要的学术比赛队员。一直以来都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）也感到不安，他们担心自己的地位会受到威胁。于是，他们联合泰勒和查德，用尽各种手段阻止特洛伊和加布里埃尔成为音乐剧的主角。尽管面临着重重困难，但特洛伊和加布里埃尔并没有放弃，反而更加坚定地追求自己的梦想。他们的决心也影响了其他同学，让他们敢于展示自己的隐藏才华。最终，朋友们意识到了自己的自私和愚蠢，决定支持特洛伊和加布里埃尔参加音乐剧。

然而，在关键时刻，夏佩和赖安却暗中捣鬼，说服老师更改了复试时间，导致音乐剧复试时间与篮球比赛、十项全能大赛时间冲突。幸运的是，在朋友们的帮助下，特洛伊和加布里埃尔成功地解决了这个问题。最终，他们如愿以偿地参加了音乐剧的复试，并赢得了老师和同学们的一致好评。