Le jour de l'an, lors d'une soirée karaoké, le très populaire capitaine de l'équipe de basket des Wildcats de East High Troy Bolton, ainsi que la timide Gabriella Montez se retrouvent à chanter en duo la chanson Star of Something New,
cette expérience les ravis. Ils pensent ne plus se revoir par la suite,
mais au retour des vacances, Troy a la surprise de retrouver Gabriella,
qui vient de déménager, dans la même classe que lui au lycée East High
d'Albuquerque, dans le Nouveau-Mexique. Lors d'un entrainement de son équipe, Troy va assister à l'insu de tous à l'audition de la comédie musicale des élèves du lycée, c'est là qu'il retrouve Gabriella. Une fois l'audition finie, suite au duo chanté par Sharpay et Ryan Evans (What I've Been Looking For),
deux habitués des rôles titres de ce genre de spectacle, ils
interprètent ensemble dans un style beaucoup plus calme le même
morceau, à la fin duquel Mme Darbus, leur professeur, leur annonce
qu'ils sont sélectionnés pour le deuxième tour. Cette décision prise,
l'équipe des Wilcats qui ne comprend pas son capitaine, le club de
science qui veut voir Gabriella dans ses rangs pour le décathlon
scientifique, ainsi que les enfants Evans vont tout faire pour les
détourner de la comédie musicale. Œuvrant avec le club de sciences, les
Wildcats arrive à réaliser une vidéo dans laquelle ils font dire à Troy
que le chant et Gabriella ne sont pas important pour lui puis montre
cette vidéo à celle-ci qui, profondément peinée, comme elle le prouve
en chantant When There Was Me And You,
n'adresse plus la parole à Troy qui ignore pourquoi. Mais face à la
peine de ces deux personnes, Les basketteurs et les scientifiques leur
révèlent leur machination en s'excusant platement, finalement Gabriella
intègre l'équipe du décathlon scientifique. Mais Sharpay, directrice du
club d'art dramatique, parvient à décaler le jour de l'audition, de
sorte que ce soit le même que celui du match de championnat des
Wildcats et du décathlon. Cependant, Taylor, responsable du groupe du
décathlon, parvient à générer un problème électrique de façon à
interrompre le match, de plus la provocation d'une réaction chimique
pestilentielle et sulfureuse fait interrompre le décathlon, de sorte
que Troy et Gabriella arrive juste à la fin de l'audition de Ryan et
Sharpay qui interprétaient Bop to the Top et qu'ils chantent en duo Breaking Free, acclamés par leurs amis. Le film se clôt sur le chœur We’re All in This Together dans lequel tous chantent et dansent ensemble, même Ryan et Sharpay.
