天皇巨星讲述了23岁的马自乐的故事。他相貌平平，父母离异后只能独自谋生，靠为牙膏厂做广告宣传维持生活。歌舞是他唯一的爱好，可他几次报考歌舞剧团，都因为外形不佳被拒。为了再次争取机会，马自乐穿上朋友的大西装和高跟皮鞋，在朋友陪同下前往应试。主考老师鲁夫子一见他这身不协调的打扮便心生反感，还故意让他跳牙膏广告舞出丑。马自乐受到刺激，捡起掉落的鞋跟砸碎镜子逃出考场，慌乱中闯上舞台，没想到竟即兴载歌载舞，展现出独特的才华。
运动健将许飞到歌舞团寻找妹妹、歌星彤丹时，恰好看到了马自乐的表演。他认为马自乐只是缺少施展才华的机会，于是打算介绍他认识彤丹，希望她能帮助马自乐，同时也借此让马自乐帮助彤丹改掉骄傲自大的性格。自认为歌坛皇后的彤丹起初对马自乐十分傲慢，但她在一次大奖赛中因盲目自负而失利，伤心地躲到公园。马自乐用激将法帮助她走出低落情绪，两人的关系也因此发生变化。彤丹逐渐被马自乐自强自立的精神打动，并带他去找鲁夫子，希望凭借自己在剧团的地位以及鲁夫子对她的特殊感情，为马自乐争取参加剧团大型演唱会的机会。
然而，鲁夫子始终不肯松口。彤丹只好说服剧团相关人员，安排马自乐在演出时意外登台。察觉到异样的鲁夫子在演出当天严守后台，处处防范。想到自己即将失去彤丹，他变得更加冷酷无情。马自乐最终还是被发现，并在鲁夫子的羞辱下愤然离开。彤丹含泪登台，却因哽咽无法继续演唱。就在此时，观众席中突然响起了动人的歌声，现场顿时欢呼起来。原来马自乐已经返回，并在热烈的掌声中走上舞台。鲁夫子无奈之下，只能虚伪地向观众宣布，马自乐是剧团最新推出的天皇巨星。演出结束后，激动的彤丹与马自乐在化装间紧紧拥抱。
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