In un piccolo villaggio francese, la frizzante Mamselle Nitouche, un'insegnante di musica con un talento straordinario, vive una doppia vita: durante il giorno è la severa educatrice, mentre di notte si trasforma in una stella del cabaret, incantando il pubblico con le sue esibizioni. Quando un giovane e timido postulante, affascinato dalla sua bravura, si innamora di lei, la situazione si complica. Mentre Mamselle cerca di mantenere il suo segreto, si troverà coinvolta in una serie di divertenti malintesi e intrighi che metteranno a dura prova la sua identità e i suoi sogni.