故事发生在1926年的上海，青年演员宋丹平（张国荣饰）倾心于富家少女杜云嫣（吴倩莲饰）。两人坠入爱河，但由于宋丹平的戏子身份，这段恋情无法被杜云嫣的家庭所接受。杜云嫣的父亲强行将她禁闭，并安排她与赵处长儿子订婚。就在订婚宴的当晚，杜云嫣以装病为借口，偷偷离开宴会，前去与宋丹平私会。事情败露后赵家纵火焚毁了宋丹平亲手修剪的剧院，宋丹平的从此下落不明。与此同时，杜云嫣因失去爱人而精神失常，成了一个疯女人。这座曾经辉煌的剧院化为废墟，但关于它的传说却未曾终止。每逢月圆之夜，剧院中仿佛能听见悠远而虚幻的歌声，传言说那是宋丹平的鬼魂在徘徊哀唱，为逝去的爱情悲歌。十年过去了，一支小剧团暂时栖身于这座废弃的剧院。青年演员韦青（黄磊饰）在剧院排练期间，遇见了外界以为已经死了的宋丹平。宋丹平未竟的情感与命运再次被唤醒，韦青也卷入了这场被遗忘的情感旋涡中，仿佛昔日的悲歌再度回荡。