Detroit, années 1960. Curtis Taylor Jr., un vendeur de voitures usagées, fait la découverte d’un talentueux trio de jeunes chanteuses, The Dreamettes. S'improvisant leur gérant, il les fait d'abord embaucher comme choristes auprès d’une star flamboyante du R&B avant de leur faire enregistrer leurs propres chansons.
Or, la bonne entente entre les trois jeunes femmes d’origine modeste est compromise lorsque Curtis impose la jolie Deena à la tête du groupe, au détriment d’Effie, plus ronde, mais dont le talent est supérieur. Pire, Curtis épouse Deena après avoir repoussé Effie, amoureuse de lui.
Au désespoir, cette dernière quitte le groupe et sombre dans l'alcool. Bien que parvenues au faîte de la gloire, ses anciennes complices souffrent de son absence et se prennent à rêver de retrouvailles.