Durant l'été 1958, Sandy Olsson, une étudiante australienne en vacances aux États-Unis, rencontre Danny Zuko, le chef de la bande des T-Birds. Leur amour est cependant interrompu par la fin des vacances car Sandy doit retourner en Australie.Toutefois, le hasard fait que Sandy reste en Amérique et qu'elle intègre le lycée Rydell, le même que celui où étudie Danny. Elle y rencontre un groupe de filles, les « Pink Ladies », mené par Betty Rizzo. Sans savoir qu'ils sont tout proches, Danny et Sandy racontent, chacun de leur côté, à leurs amis leur amour de vacances. Danny et Sandy finissent par se rencontrer et décident de reprendre leur relation bien que tout les oppose au lycée...