Pikkukaupungin tyttö Tuesday lähtee kotoaan unelmiensa tähden ja suuntaa yöjunalla Aloba Cityyn. Perillä hän kohtaa sillalla laulavan Carolen.

Huipputuottaja Tao alkaa työskennellä muusikonuraa janoavan Angelan kanssa. Carole ja Tuesday hiippailevat konserttisaliin harjoittelemaan kappalettaan.

Huolenaiheista huolimatta Carole ja Tuesday päättävät ottaa Gusin managerikseen. Gus punoo suunnitelman saadakseen heidät mukaan kuuluisan DJ Ertegunin tuotantoon.

Gus päättää tehdä musiikkivideon puskeakseen Carolen ja Tuesdayn lähemmäs läpimurtoa. Hän ostaa oudon robotin videon ohjaamista varten ja pyytää apua ex-vaimoltaan.

Tuesdayn veli Spencer suuntaa Alba Cityyn etsimään siskoaan. Gus ottaa toisen varasuunnitelman käyttöön, ja lisänäkyvyyttä saadaan yhden kappaleen baarikeikalla.

Gus onnistuu saamaan Carolelle ja Tuesdaylle keikan suositun festivaalin päälavalla. He esiintyvät kuitenkin vain, jos kuuluisa ja hankala Joshua peruu keikkansa.

Nykymedia takkuilee, ja Gus passittaa Carolen ja Tuesdayn kykykilpailun koe-esiintymiseen. Tao haluaa myös Angelan osallistuvan siihen.

Kaksikko pääsee kykykilpailuun. Mukana ovat myös Angela ja Tuesdayn suuri ihailija nimeltä Cybelle. Nyt heidän täytyy vain antaa kaikkensa lavalla.

Carole ja Tuesday osallistuvat kykykilpailun lähetykseen vapaapäivänään. Ennen Angelan kohtaamista Cybelle esittää Tuesdaylle järkyttävän pyynnön.

Kykykilpailun semifinaali alkaa, ja Ertegun on vierailevan tuomarin paikalla. Tao käskee Angelaa vaihtamaan kappaleensa. Cybellen vierailu herättää Carolen epäilykset.

Tuesday satuttaa itsensä ja joutuu keksimään Carolen kanssa, minkä kappaleen he voisivat esittää pelkän pianon säestyksellä. Hyökkäys saa aikaan syyttelyä kulisseissa.

Peli ei olekaan pelattu, kun Gus rohkaisee Carolea olemaan luovuttamatta. Finaaliin on enää hetki aikaa, ja pelastusoperaatio käynnistyy.

Carole ja Tuesday niittävät mainetta, mutta suosiossa on varjopuolensa. Uran seuraava vaihe edellyttää vaikeita päätöksiä.

Duo saa sinkkunsa julkaisun jälkeen kutsun erakkomaiselta legendalta. Tuesdayn äiti osallistuu vaaliväittelyyn.

Sinkku menestyy, ja Gus päättää, että he menevät soittamaan South by Southwestiin. Eräänä iltana matkalla harkoista kotiin he tapaavat Carolen lapsuusajan idolin Floran.

Ertegun herää eräänä aamuna konkurssissa hänen tekoälymanagerinsa vietyä kaikki rahat ja kadottua. Carole ja Tuesday tulevat studioon, mutta Tobe ei ole tyytyväinen.

Ertegun ja Tao riitelevät sinkusta, ja Angela yrittää päästä stalkkerista eroon. Tuesdayn äidin kampanja kiihtyy, ja hän tapaa Kylen.

Dahlia kertoo Taolle Angelan stalkkerista, ja Tao tarjoutuu etsimään stalkkerin käsiinsä. Tilanne kulminoituu, kun Angela esiintyy Cydonia-festivaaleilla.

Carole ja Tuesday alkavat harjoitella esityksiään Marsin Grammy-gaalaan. Tao joutuu kahnauksiin lain kanssa juuri silloin, kun Angelan kopio valmistuu.

Angela on aivan yksin, koska hänen äitinsä on sairaalassa ja Tao on pidätetty. Carolella ja Tuesdaylla on vaikeuksia albumin viimeisen kappaleen luomistyössä.

Kaksikko saa kipinän Grammy-gaalan kappaleeseen Crystalin ehdotuksesta. Angelan osallistuminen ei ole varmaa Dahlian tilan vuoksi.

Skip pidätetään, ja duo muusikkokollegoineen aikoo säveltää yhteislaulun koko poppoolle vastaiskuksi Valerien politiikalle. Tao on yhä vapaalla jalalla.

Tao saapuu kertomaan Angelalle totuuden. Carole & Tuesdayn ensimmäinen albumi on valmis, ja yhteislaulun ensiesitystä kaavaillaan uudenvuodenaatolle.