Stati Uniti, 1958. Durante l'estate, Danny Zuko, il leader di una gang di greaser chiamata T-Birds (diminutivo di Thunderbirds), incontra Sandy Olsson, una giovane e ingenua ragazza australiana di origine scandinava. Tra i due è amore a prima vista, ma Sandy al finire delle vacanze estive dovrà tornare in Australia: i due ragazzi devono quindi dirsi addio, giurandosi amore eterno (Grease).

I programmi di Sandy però cambiano, perché la sua famiglia decide di rimanere negli Stati Uniti. La ragazza si iscrive inconsapevolmente alla Rydell High School, la stessa scuola di Danny, dove conosce e fa amicizia con un gruppo di ragazze, chiamate Pink Ladies, composto dalla leader Betty Rizzo e da Frenchy, Marty e Jan. Sia Danny che Sandy, ignari di essere molto più vicini del previsto, rendono partecipi i rispettivi amici della loro storia: Sandy racconta la sua versione dei fatti e viene derisa dalle sue compagne, mentre Danny non riferisce agli amici, Kenickie, Doody, Sonny e Putzie, come sono andate davvero le cose per non rovinare la sua reputazione da duro (Summer Nights).

Quando Sandy rivela alle nuove amiche il nome del ragazzo, conosciuto da tutta la scuola come un instancabile donnaiolo, Rizzo, che tempo prima ha avuto un flirt con lo stesso Danny, è invidiosa e vuole metterlo in difficoltà davanti agli amici organizzando un incontro apparentemente casuale fra i due. Alla vista di Sandy, Danny prima si mostra sorpreso e felice di rivederla, ma in seguito fa lo spavaldo e l’indifferente notando i suoi amici intorno a lui. Il suo atteggiamento ferisce Sandy, che viene invitata a un pigiama party da Frenchy con l'obiettivo di consolarla. La personalità innocente della ragazza, che a fatica si sta inserendo nel gruppo, la rende oggetto del sarcasmo di Rizzo (Look at me, I’m Sandra Dee). Sandy scappa via dalla festa esprimendo il suo disagio e mostrando di essere ancora innamorata di Danny (Hopelessly Devoted to You). Il giorno dopo, il ragazzo incontra Sandy in un bar e le chiede scusa. I due riprendono così a frequentarsi, anche se i problemi non spariscono e Danny deve barcamenarsi tra i sentimenti e la reputazione.

La scuola, intanto, è impegnata nell’organizzazione di una gara di ballo che verrà trasmessa in diretta televisiva. Mentre le ragazze si preparano per l'evento, i T-Birds sono impegnati a personalizzare e truccare una vecchia automobile con la quale intendono sfidare in una gara un'altra banda di ragazzi, gli Scorpions, loro tradizionali rivali (Greased Lightnin'). Intanto Frenchy, che ha lasciato la scuola per seguire un corso di estetica dal quale però sta avendo problemi, riceve la visita del cantante Frankie Avalon in veste di angelo custode, che la persuade a tornare a scuola (Beauty School Dropout).

Finalmente arriva il giorno della grande serata della gara di ballo, presentata dal famoso conduttore Vince Fontaine. Tutti i ragazzi si scatenano al ritmo di rumba, rock e boogie-woogie (Hound Dog e Born to Hand Jive). Anche Danny e Sandy partecipano alla gara e sembrano i favoriti per la vittoria, ma all’improvviso i due vengono separati. Sonny afferra Sandy, mentre il ragazzo si ritrova a ballare con Cha-Cha DiGregorio, con la quale, in passato, aveva avuto un rapporto occasionale. Insieme a lei conclude il ballo finale, vincendo la gara tra gli applausi degli spettatori (Blue Moon). Sandy, sentendosi tradita, abbandona la festa.

Nel tentativo di riconciliarsi, Danny porta Sandy a un drive-in dove le chiede di essere la sua fidanzata, donandole un anello. Lei accetta, ma nel corso della serata Danny si spinge un troppo oltre con le sue avances e Sandy scappa, offesa. Affranto, Danny capisce di essersi sbagliato, promettendosi che stavolta cambierà (Sandy). Nel frattempo Rizzo ha un ritardo mestruale e teme di essere incinta di Kenickie, con il quale ha passato una notte, cosa che però Rizzo nega. Il giorno seguente, a scuola, Rizzo, oggetto dei pettegolezzi delle altre ragazze, per un attimo ammette di non essere così dura come vorrebbe (There Are Worse Things I Could Do).

Pochi giorni più tardi avviene la tanto attesa sfida tra T-birds e Scorpions. Kenickie dovrebbe guidare per i Thunderbirds, ma batte la testa a causa di Sonny e sviene. Danny prende il suo posto e, malgrado il gioco sporco del suo rivale, riesce a vincere la gara. Sandy, che ha assistito alla corsa, comprende a quel punto la natura da ribelle di Danny e, con l’aiuto di Frenchy, decide di rimettersi in gioco abbandonando le vesti di "brava ragazza" per vestire i panni della ragazza ribelle, esattamente come Danny che, allo stesso modo, sta pensando di cambiare il suo atteggiamento, ossia diventare un "bravo ragazzo", che pensa più adatto ai gusti di Sandy, incominciando a fare atletica e abbandonando gli abiti da "bulletto".

Alla festa di fine anno, una nuova Sandy appare allo sbalordito Danny: grintosa, con i capelli arricciati, vestita in pelle e con una sigaretta in bocca, decisa a far capire che vuole avvicinarsi al suo modo di essere e riconquistarlo entrambi hanno la conferma di essere fatti l'uno per l'altra (You're the One That I Want). Rizzo, intanto, rivela a Kenickie che ha avuto un falso allarme e i due fanno pace. I T-Birds e le Pink Ladies, assieme al resto della scuola, festeggiano la fine dell'anno (We Go Together), promettendo di non separarsi mai. Danny e Sandy, salutando i loro amici, se ne vanno su una roadster che prende il volo.

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