Tess (Cher) es una ex estrella del Burlesque Lounge. Antes deleitaba al público con sus dotes de bailarina, pero tantos años de trabajo le han obligado a retirarse antes de tiempo. Ahora lucha para que el Burlesque Lounge se mantenga en activo pese a los múltiples problemas financieros que arrastra. Un día se fija en una joven llamada Ali (Christina Aguilera) a la que contrata como camarera. Ali se ha escapado de su casa de Iowa y quiere olvidar a su familia. Pronto queda hechizada por la magia del arte burlesco y se convierte en la principal atracción de la compañía, con la gratificación y el desgaste que ello comporta.