В 1880-х годах одиннадцатилетняя француженка Фелис, девочка, воспитывавшаяся в сиротском приюте, мечтает заниматься балетом и убегает из дома в сельской Бретани, вместе со своим лучшим другом Виктором, молодым изобретателем. Они отправляются в Париж, но вскоре расстаются, и мальчик становится рассыльным в мастерской Гюстава Эйфеля. Фелис находит дорогу в Гранд-Опера, где ее ловит охранник. Девочку спасает таинственная хромая уборщица Одетта, которая работает как в опере, так и у жестокой и властной Реджины Ле О, богатой владелицы ресторана. Помогая Одетте убираться, девчушка замечает, что дочь Реджины, Камилла, занимается балетом. Камилла видит Фелис, оскорбляет ее и выбрасывает из окна драгоценную музыкальную шкатулку, разбивая ее.
Героиня несет шкатулку Виктору, а по пути перехватывает почтальона, который принес письмо из оперы с приглашением Камиллы в знаменитую школу балета Гранд-Опера в Париже. В гневе девочка прячет письмо и выдает себя за Камиллу, чтобы поступить в школу.
Одетта соглашается стать наставницей, так как сама является бывшей прима-балериной, с массой известных ролей. Луи Мерант, хореограф школы, объявляет, что одна из юных учениц будет выбрана исполнять хорошую партию Клары в «Щелкунчике», а мечтают они все. Луи случайно видит, как Фелис танцует в баре, который они посещают с Виктором. За пару дней до окончательного выбор её ложь раскрывается: Мерант решает принять Камиллу в класс, но при этом позволяет самозванке остаться. В ночь перед финальным отбором героиня пренебрегает тренировкой, чтобы пойти на свидание с Руди, самым красивым парнем из школы, что разочаровывает Одетту. Виктор ревнует её. Она проваливает прослушивание, поэтому стать Кларой доведется Камилле.
Реджина отправляет соперницу дочери обратно в приют. Той снится сон, как она была младенцем на руках у яркой матери-балерины, которая подарила ей музыкальную шкатулку. Девочка решает вернуться в Париж, чтобы помочь Одетте и извиниться перед Виктором. Во время уборки сцены она встречает Камиллу. Они вступают в танцевальную битву, свидетелями которой становятся все студенты, Одетта и Мерант. Фелис совершает грандиозный прыжок через лестничный пролет, в то время как Камилла не может этого сделать. Мерант подходит к двум девушкам и спрашивает их, почему они любят танцы, на что Камилла признается, что занимается только потому, что ее заставляет мать, в то время как Фелис с воодушевлением говорит о своем призвании. Камилла признает, что у ее соперницы выше мастерство, и она не должна отказываться от мечты.
Неподалеку от мастерской Эйфеля, где строится статуя Свободы, Фелис приглашает Виктора на выступление. Тут появляется разъяренная Реджина и преследует сиротку до верхушки статуи, но Виктор спасает ее с помощью Камиллы и заманивает Реджину в ловушку на строительных лесах. Успев в оперу как раз вовремя, Фелис надевает специальные пуанты Одетты. Девочка целует Виктора и выступает в «Щелкунчике» вместе с главной балериной.
