L’orpheline Félicie (Elle Fanning), âgée de 11ans, a un rêve: aller à Paris et devenir danseuse. Son meilleur ami Victor (Nat Wolff), un garçon avec une grande imagination, a son propre rêve: celui de devenir un célèbre inventeur. Dans un élan d’espoir, Victor et Félicie quitte leur orphelinat à la poursuite de leurs passions. Toutefois, il y a une condition: Félicie doit prétendre être la fille d’une riche famille afin de pouvoir intégrer une prestigieuse école de ballet, où elle découvre rapidement que le talent, à lui seul, ne suffit pas à surmonter les attitudes mesquines et sans pitié de ses camarades de danse, avec en tête Camille le Haut (Maddie Ziegler) et sa méchante mère Régine (Kate McKinnon).

Déterminée à réussir, Félicie trouve son mentor dans la personne coriace et mystérieuse qu’est la gardienne de l’école Odette (Carly Rae Jepsen), et qui, avec l’encourageante amitié de Victor, l’aide à atteindre les étoiles.