Als der talentierte, aber unzufriedene Künstler Sonny Malone auf das bezaubernde Wesen Kira trifft, wird seine Welt auf den Kopf gestellt. Kira, die sich als eine der neun Musen entpuppt, inspiriert Sonny zu einer fantastischen Vision: einen modernen Nachtclub namens "Xanadu".
Gemeinsam mit dem charmanten ehemaligen Big-Band-Musiker Danny McGuire beginnen sie, diesen Traum zu verwirklichen. Doch als Sonny sich in Kira verliebt, muss er erkennen, dass ihre Liebe und sein Traum durch die magischen Gesetze ihrer Welt bedroht sind.