À Chicago, dans les années vingt, Roxie Hart, une jeune femme qui rêve de monter sur la scène de l'Onyx Club, est accusée du meurtre de son amant indélicat et envoyée en prison. Derrière les barreaux, elle retrouve celle qu'elle admire, Velma Kelly, une chanteuse de jazz condamnée pour avoir tué son mari et sa sœur, pris en flagrant délit d'adultère.

Le très populaire avocat Billy Flynn va brillamment plaider leur cause et attirer l'attention des médias sur ces deux jeunes femmes à la superbe voix. Roxie, dont Billy a fait l'emblème de la naïveté abusée, devient en quelque temps une véritable star à Chicago...