1926年的上海滩，青年演员宋丹萍(张国荣饰)因主演该剧而爱上了成千上万的女人，但他对她们都不感兴趣，除了杜云燕(吴倩莲饰)，一个纯粹的富家女。但因为他的球员身份，他们的恋情被杜云烟的父亲强行阻止，杜云烟被关在家里，许配给了一个有钱人家。在与权贵儿子的订婚晚宴上，杜云燕装病离开，与宋丹平私会。有权有势的儿子知道后，眼红，派人打了宋丹平，放火烧剧院。杜云燕从此成了外人眼中的疯女人，而那座破败的剧场也因为月圆之夜会有虚无的歌声而被传言是宋丹萍的鬼魂。

十年后，一个小戏班入住闹鬼的剧场，青年演员卫青(黄磊饰)与宋丹萍如鬼魅般相遇，爱情的挽歌再次上演。