Galleria et ses amies forment, depuis quelques temps déjà, le groupe des Cheetah Girls. Quand le fameux concours des jeunes talents de leur école approche, l'excitation est à son comble tant les jeunes filles se sentent prêtes à le remporter. Mais la belle harmonie du groupe se grippe dès lors qu'un producteur, Jackal Johnson, les remarque et leur promet la célébrité. Il ambitionne, en effet, pour elles des choix artistiques sans grand rapport avec leurs goûts initiaux...
L'histoire vraie de Ken Carter, l'entraîneur de basket d'une équipe de lycée, qui devint célèbre en 1999 après avoir renvoyé ses joueurs à leurs chères études, déclarant forfait deux matchs de suite alors que l'équipe était invaincue, parce que ces derniers n'avaient pas obtenu des résultats scolaires suffisants.
Les Cheetah Girls, groupe de musique, passe une audition pour le festival de musique qui a lieu en Espagne. Elles feront la connaissance de Marisol, incarnée par Belinda Pellegrin, déjà chanteuse et actrice très célèbre en Espagne en dehors du film, qui repasse pour la 3e fois le concours des Nouvelles Voix Las Nuevas Voices de Barcelona, dont la mère sera prête à tout pour faire gagner sa fille, même à tenter de briser les Cheetah Girls, en se basant sur les origines cubaines et mexicaines de Chanel, la Chucci du groupe.
Les Cheetah Girls sont invitées à participer à une comédie musicale indienne, sous la direction de Vikram, célèbre réalisateur. Arrivées sur place, elles découvrent que ce dernier ne souhaite engager que l'une d'entre elles. Au péril de leur amitié, les trois jeunes filles se retrouvent alors en compétition...
Harper est une grande chorégraphe qui prépare un spectacle très attendu avec sa fille Mirabella, danseuse dans le show. A quelques jours de la première, rien n'est prêt et Mirabella décide de déménager en Italie avec son fiancé. Désemparée, Harper la rejoint pour tenter de la faire changer d'avis. Hélàs, elle se blesse pendant le voyage ! Elle prend un calmant pour apaiser sa douleur mais le médicament est en réalité un élixir de jouvence... La metteur en scène retrouve alors son physique d'antan.