Als der talentierte, aber unzufriedene Künstler Sonny Malone auf das bezaubernde Wesen Kira trifft, wird seine Welt auf den Kopf gestellt. Kira, die sich als eine der n Musen entpuppt, inspiriert Sonny zu einer fantastischen Vision: einen modernen Nachtclub namens "Xanadu".
Gemeinsam mit dem charmanten ehemaligen Big-Band-Musiker Danny McGuire beginnen sie, diesen Traum zu verwirklichen. Doch als Sonny sich in Kira verliebt, muss er erkennen, dass ihre Liebe und sein Traum durch die magischen Gesetze ihrer Welt bedroht sind.

Die griechischen Musen entsteigen einem Wandgemälde, um die Sterblichen zu inspirieren. Als Kira (Olivia Newton-John) bringt eine von ihnen den Künstler Sonny Malone (Michael Beck) dazu, eine Rollschuh-disco zu eröffnen. Er erhält dazu Hilfe von dem schon älteren Danny McGuire (Gene Kelly), der ebenfalls ein Auserwählter der Musen gewesen ist, was jedoch vor vierzig Jahren war. Doch Sonny verliebt sich in Kira, was nicht so geplant war...