Pendant les vacances de Noël, Gabriella Montez, une lycéenne timide, rencontre le beau Troy Bolton, lors d'une soirée de karaoké à la station de ski. Bien qu'ils soient très différents l'un de l'autre, les deux chanteurs en herbe vont découvrir qu'ils partagent le même amour pour la musique et qu'ils sont inexplicablement attirés l'un par l'autre... De retour au lycée, Troy s'aperçoit que Gabriella n'est autre que la nouvelle élève de l'établissement ! Ensemble, ils décident de participer à l'audition pour jouer dans la comédie musicale de l'école. Mais leurs amis ne l'entendent pas de cette oreille... les deux héros du film vont devoir déjouer complots et intrigues pour pouvoir vivre pleinement leur passion.

Ce sont bientôt les vacances, les élèves d'East High sont prêts à passer un moment inoubliable. Mais pour l'instant, il faut trouver un job d'été...Troy et Gabriella passent l'été ensemble au Country Club de Lava Springs, appartenant aux parents de Ryan et Sharpay. Gabriella y est embauchée comme maître-nageur et Troy comme serveur. Les amoureux sont bientôt rejoints par toute la bande. Tous se mettent au travail et espèrent participer au concours des jeunes talents organisé par le club, qui sacrera les deux meilleurs chanteurs de l'année... Mais Sharpay compte bien conserver son titre ! Après l'humiliation qu'elle a subie lors de la dernière comédie musicale de l'école, elle est décidée à se venger de Gabriella... Que la compétition commence !

Troy et Gabriella, qui sont en dernière année, affrontent la perspective d'être séparés l'un de l'autre, puisqu'ils iront faire leurs études dans des universités différentes. Avec l'aide du reste des Wildcats, ils vont mettre en scène une comédie musicale élaborée reflétant leurs expériences, leurs espoirs et leurs craintes vis-à-vis de leur avenir. Riche d'une nouvelle musique extraordinaire et de numéros de danse inédits et exceptionnels conçus pour tirer parti au maximum du grand écran, ce film bouillonnant de jeunesse et d'énergie offrira le meilleur des jeunes artistes de East High...

Naomi et Ely, son meilleur ami gay, décident de préserver leur amitié en passant une sorte de pacte. Ils établissent une liste sur laquelle apparaît le nom de ceux qu'ils s'interdisent de séduire. Mais lorsqu'Ely embrasse le petit ami de Naomi, les limites semblent avoir été bien franchies...

Regina Louise est une enfant noire abandonnée. Placée dans un foyer pour enfants, elle fait la rencontre de Jeanne Kerr, une conseillère blanche qui fait preuve d'empathie envers elle et crée un lien fort au point qu'elle entame des démarches pour pouvoir l'adopter. Mais la directrice du foyer, une femme noire, ne voit pas d'un bon oeil qu'une blanche adopte une jeune fille de couleur. Elle fait tout pour empêcher cette adoption allant jusqu'à envoyer Regina dans un établissement psychiatrique privé afin de couper toute communication entre toutes les deux.