Judy Garland es Lily, una chica de pueblo con grandes dotes musicales. Un productor de Broadway la descubre y a pesar de que cree que ya lo ha visto todo, cae rendido a sus pies. Lily lo acompaña a Nueva York donde tendrá la gran oportunidad con la que ha estado soñando. Sin embargo, también se dará cuenta que no todo en Broadway es tan bonito como ella imaginaba.

A pesar de que en el título aparece la palabra Hollywood, esta comedia no gira en torno al mundo del cine, sino al de la música. Abbott y Costello vuelven a interpretar a dos perdedores que sueñan con convertirse en importantes agentes musicales. Quieren cumplir su sueño, así que empiezan con pequeños clientes con carreras alejadas del estrellato. Por el momento son unos don nadie, habrá que ver si la pareja de cómicos consigue convertirlos en los reyes de la música.

Lilí es una joven francesa huérfana e ingenua, sin hogar ni recursos, que se enamora de un prestidigitador al que conoce en una función circense. Se queda a vivir en el circo, donde trabaja con un ventrílocuo lisiado que se enamora de ella. Los mejores amigos de Lilí son los títeres, a los que confía sus apasionados sentimientos hacia el mago, aunque su amor no es correspondido.

Danny Churchill es un joven de familia rica que sólo piensa en las chicas, por lo que su padre decide enviarlo a un instituto masculino en mitad del desierto, donde se supone que no habrá chicas a la vista. Lo cual es completamente cierto si no contamos a la hija del director.