Broadway-urasta haaveileva, nuori laulajalupaus Karen Cartwrigh osallistuu koe-esiintymiseen, joka ei mene hyvin. Myöhemmin Karen pohtii poikaystävänsä Devin kanssa mikä meni pieleen, ja miettii onko hänen imagonsa liian "kiltti".
Samaan aikaan musikaalisäveltäjät Tom Levitt ja Julia Houston pohtivat mistä tehdä seuraava suuri menestysmusikaali. Tomin uusi assistentti Ellis ehdottaa musikaalin aiheeksi Marilyn Monroeta. Säveltäjät innostuvat, mutta Julia murehtii. Julia on luvannut pitää vuoden taukoa töistä, koska hän yrittää aviomiehensä kanssa adoptoida lasta.
Kotona Julian aviomies Frank ei ota uutisia uudesta musikaalista vastaan hyvin mielin, sillä haluaa vaimon pitävän lupauksensa sapattivuodesta. Teini-ikäinen Leo-poika kysyy: "kuka on Marilyn?", mutta Frank myöntää, että idea on hyvä.
Tom vierailee teatterissa, jossa esitetään hänen säveltämäänsä Heaven on Earth -musikaalia, ja tapaa ystävänsä Ivy Lynnin. Taustakuorossa laulava Ivy on haaveillut tähteydestä jo kymmenen vuotta, mutta ei vielä ole saanut pääroolia. Tom kertoo hänelle Marilyn-musikaalista ja pyytää Ivyä laulamaan ensimmäisen kappaleen demolla.
Karen ja New Yorkin pormestarille työskentelevä Dev tapaavat Karenin vanhemmat. Isä ja äiti eivät ole innoissaan tyttärensä Broadway-haaveista.
Ivy levyttää studiossa ensimmäisen kappaleen Marilyn-musikaalista. Ivy ja Tom ovat tyytyväisiä tulokseen. Myöhemmin käy ilmi, että Ellis on kuvannut esityksen ja se on päätynyt internetiin. Koko musikaali voi olla pilalla, jos bloggarit haukkuvat kappaleen!
Julia hermoilee, mitä netissä kirjoitetaan sävellyksestä, mutta kriitikot ottavat sen vastaan kehuen.
Musikaalituottaja Eileen Rand kuulee Marilyn-musikaalista ja haluaa tavata Julian sekä Tomin. Hänen tuottamansa My Fair Lady -musikaali on jäissä Eileenin avioeron takia. Hän sanoo haluavansa Marilyn-projektiin mukaan ja ehdottaa ohjaajaksi Derek Willisiä. Tom inhoaa miestä, mutta suostuu antamaan tälle tilaisuuden.
Kun Julia, Tom ja Eileen näkevät mitä Derek on saanut aikaan musikaaliin suunnitellusta baseball-kohtauksesta, he vakuuttuvat, että hän ansaitsee ohjaajan homman. Erimielisyyksiä nousee kuitenkin pääroolista: Tom haluaa siihen Ivyn. Derek puolestaan haluaa pitää koe-esiintymisen.
Karen ja Ivy laulavat molemmat koe-esiintymisessä ja niin ohjaaja, säveltäjät kuin tuottaja pitävät heistä. Karenia kehotetaan kuitenkin olemaan seksikkäämpi. Hän katsoo Devin kanssa Marilyn Monroen elokuvia ja yrittää löydä niistä inspiraation.
Myöhään illalla Derek soittaa Karenille ja pyytää tätä luokseen asunnolleen. Käy ilmi, että Derek testaa pystyykö Karen olemaan seksikäs, ja samalla mies kokeilee, saisiko hän vieteltyä Karenin. Nainen esittää Marilynin äänellä Happy Birthday -kappaleen, mutta torjuu Derekin täysin. Mies on vaikuttunut.
Toisessa koe-esiintymisessä Ivy ja Karen laulavat Let Me Be Your Star -kappaleen ja loistavat!