Tandis que débute l'Exposition universelle de 1900, Loulou réalise deux de ses rêves : elle rencontre sa mère et devient danseuse de French Cancan au Moulin Rouge !
Sylvia Newton, de son vrai nom Sofia de Lagny, est devenue une célébrité aux États-Unis. Lorsqu'elle reçoit la lettre de son ami le directeur du Moulin Rouge, l'informant qu'il a rencontré sa fille Loulou, elle accepte d'aller chanter à l'ouverture de l'Exposition universelle de Paris. Pendant ce temps, Loulou, ravie, fait ses premiers pas en tant que danseuse de French Cancan au Moulin Rouge. Mais le conflit entre Charles et Gaby vient ternir sa bonne humeur, d'autant que les garçons ont décidé de s'affronter en duel. Loulou, qui vient de comprendre que Gaby est amoureux d'elle, parvient à empêcher cet affrontement in extremis. Sylvia Newton est accueillie en grandes pompes à Paris. Elle n'accorde d'interview qu'à un journal : Le Clairon. Gaby la conduit jusqu'au Moulin Rouge, où, enfin, mère et fille se retrouvent. Hélas, elles ignorent que l'homme à la canne d'argent et le baron de Boisrobert sont au courant de ces retrouvailles.