ブロードウェイの天才プロデューサー、オスカーは新作にまったくの新人女優リリー・ガーランドを起用、舞台は大成功し二人も結ばれる。しかし、オスカーの病的なまでの傲慢さに嫌気をさしたリリーはハリウッドへ。今やヒット作にも恵まれず、資金繰りもままならないオスカーと、押しも押されもせぬ大スターとなったリリーが、偶然にもシカゴ発ニューヨーク行の特急二十世紀号に乗り合わせてしまった・・・。