Bộ phim bắt đầu với cảnh trận đấu bóng rổ. Lúc này, đội West High Knights đang dẫn trước East High Wildcat và đội trưởng Troy Bolton (Zac Efron) phải làm tăng thêm tinh thần cho toàn đội ("Now or Never"). Với một tinh thần hưng phấn, đội Wildcat đã chiến thắng trận đấu nhờ cú ném ở giây cuối cùng của thành viên mới, Jimmie "The Rocket" Zara. Sau đó, tại buổi tiệc mừng chiến thắng tại nhà Troy. Troy và Gabriella (Vanessa Hudgens) đang nghĩ về tương lai của và ước cho những giây phút cuối cùng tại trường trung học East High không bao giờ kết thúc ("Right Here, Right Now").

Sharpay (Ashley Tisdale) gặp Tiara Gold (Jemma McKenzie-Brown), một học sinh trao đổi đến từ Anh và được Sharpay thuê làm phụ tá riêng. Khi giáo viên kịch, cô Darbus (Alyson Reed) thông báo là có quá ít đơn đăng ký cho buổi nhạc kịch mùa xuân, Sharpay quyết định làm một show độc diễn chỉ mình cô. Việc này cảnh báo Kelsi (Olesya Rulin), người đang viết kịch bản cho buổi nhạc kịch, và Kelsi đã ngay lập tức đăng ký cho tất cả các học sinh cùng lớp với cô. Kết quả là cô Darbus tuyên bố sẽ tổ chức một buổi nhạc hội với chủ đề là những ngày cuối cùng tại East High, tên là "Senior Year" (Năm cuối cấp). Thêm vào đó, cô Darbus tiết lộ rằng Sharpay, Ryan (Lucas Grabeel), Kelsi và Troy đang được xem xét để có học bổng từ trường Đại học Julliard; và chỉ một trong số họ sẽ được chọn sau khi đại diện của Julliard xem xét sự thể hiện của họ trong đêm nhạc hội. Troy rất ngạc nhiên vì mình không hề đăng ký xin học bổng; còn Sharpay thì làm mọi thứ để có được học bổng, nhưng cô biết Kelsi sẽ luôn viết những bài hát hay nhất cho Troy và Gabriella biểu diễn, nên cô đã bảo Ryan lấy bài hát đó từ Kelsi bằng cách tưởng tượng tương ra lai của họ sau này ("I Want It All").

Ngày hôm sau, Gabriella và Troy gặp nhau trên sân thượng của trường và Gabriella hướng dẫn Troy nhảy điệu waltz ("Can I Have This Dance?"). Chad sau đó mời Taylor (Monique Coleman) đi đến buổi vũ hội. Taylor ban đầu không chấp nhận, nhưng sau đó thì đồng ý. Sau đó cả nhóm tập dượt cho buổi vũ hội ("A Night to Remember"). Cùng lúc đó, Ryan hướng dẫn Kelsi viết bài hát "Just Wanna Be with You" trong phòng nhạc và biểu diễn bài hát với Kelsi; sau đó Ryan mời Kelsi đi đến vũ hội.

Trong khi Troy và Chad hồi tưởng về quá khứ của họ ("The Boys Are Back"), Sharpay và Tiara phát hiện ra rằng Gabriella có cơ hội đi đến trường đại học sớm hơn. Sharpay sau đó cố thuyết phục Troy rằng anh là thứ duy nhất giữ Gabriella from her dream, ("Right Here, Right Now (Hát lại)"). Troy nói chuyện với Gabriella về chuyện này, và sau khi chúc nhau ngủ ngon một cách khó khăn, Gabriella đã rời Albuquerque đi đến trường đại học vào ngày hôm sau ("Walk Away").

Cha của Troy, (Bart Johnson) nói với Troy về tương lai thể thao đầy hứa hẹn của anh và thuyết phục anh vào trường Đại học Albuquerque. Điều đó làm Troy trở nên giận dữ, bối rối và chạy khắp trường East High ("Scream") đến khi thật sự hét lên trên sân khấu. Cô Darbus lúc đó đang ở trong khán phòng và đã nhìn thấy tất cả, cô tiết lộ chính cô đã gửi đơn xin cho Troy đến trường Julliard vì cô Darbus biết rằng Troy thoải mái khi ở trên sân khấu như thế nào và anh ấy thích sân khấu như thế nào. Troy nói không, vì nghĩ tới những gì cha cậu sẽ nghĩ tới. Troy rất bối rối, khi cậu nhận được một cuộc gọi từ Gabriella, cô nói mặc dù yêu anh nhưng cô sẽ không quay lại. Tuy nhiên trong ngày diễn ra vũ hội, Troy đã ghé thăm Gabriella tại trường đại học Stanford và thuyết phục cô quay về, hai người nhảy điệu waltz một lần nữa ("Can I Have This Dance" (Hát lại)).

Trở lại trường East High, Jimmie (Matt Prokop) đã nhận được tin nhắn từ Troy, bảo cậu ta hãy đóng thay vai của mình và hãy giấu mọi người vì anh sẽ đến trễ. Đại diện của trường Julliard đang ở đấy, và xem buổi nhạc kịch đang diễn ra suôn sẻ, (Senior Year Spring Musical).

Jimmie đã thay Troy biểu diễn với Sharpay và nhận được sự cổ vũ nhiệt liệt, làm Sharpay rất tức tối. Troy và Gabriella đã chạy đến trong nửa sau của buổi biểu diễn và sau đó đã biểu diễn ("Just Wanna Be With You"). Tiara sau đó phản bội Sharpay và nói rằng cô ấy sẽ thay vị trí chủ tịch câu lạc bộ kịch trong năm tiếp theo. Sharpay cuối cùng cũng học được việc bị người khác làm bẽ mặt, nhưng cô không muốn bị thất bại. Trong khi Tiara đang biểu diễn, Sharpay đột ngột được kéo xuống sân khấu và hai người chen nhau biểu diễn, gây những tràng cười cho khán giả.

Trong màn cuối, ("We're All in This Together [Phiên bản Tốt nghiệp]"), cô Darbus cho biết cả Ryan và Kelsi đều nhận được học bổng của Julliard. Taylor sẽ đến trường Đại học Yale. Sharpay sẽ theo học tại trường Đại học ở Albuquerque, đồng thời sẽ tiếp tục quay trở về trường vào mùa thu năm sau để làm nhiệm vụ chủ tịch câu lạc bộ kịch. Troy quyết định đến trường Đại học California tại Berkeley, nơi anh có thể vừa chơi bóng rổ, vừa tham gia văn nghệ và chỉ cách trường của Gabriella 32,7 dặm. Sau khi biết được quyết định của Troy, Chad chạy ra khỏi sân khấu và đến phòng tập. Tại đó, Chad và Troy giải quyết mọi việc và biết được rằng hai đội bóng rổ của trường đại học hai người sẽ gặp nhau vào mùa thu năm sau. Chad quyết định sẽ theo học tại trường Đại học Albuquerque

Cảnh cuối cùng của bộ phim là buổi trao bằng tốt nghiệp. Troy đang phát biểu bài diễn văn. Sau đó, tất cả các học sinh tung mũ tốt nghiệp lên trời, và xếp thành hình con mèo hoang trước khi tách ra và biểu diễn bài hát của cùng của phim ("High School Musical"). Một đoạn kết thúc tưởng tượng khi mà 6 diễn viên chính của High School Musical xuất hiện trên sân khấu. Logo của phần đầu của series phim được kéo xuống. 6 diễn viên chính nhảy lên và chạm đất trở lai. Máy quay phim quay đến những gương mặt của các diễn viên đang rất xúc động và sau đó, họ cúi chào và bộ phim kết thúc. Phần credits bắt đầu với hình sổ lưu bút của trường East High và bài hát Just Getting Started và The Boys Are Back sau đó.