ויקטוריה (ויקי) פייג' (מוירה שירר) היא רקדנית צעירה ממשפחה אריסטוקרטית. דודתה העשירה התומכת בלהקת הבלט מבקשת מבוריס לרמונטוב (אנטון וולברוק) מנהל "בלט לרמונטוב", לקבלה ללהקתו. לרמונטוב מתרשם מיופייה וכאשר הוא שואל אותה: מדוע את רוצה לרקוד? היא משיבה לו: ומדוע אתה רוצה לחיות?
הוא מקבל אותה כמתלמדת על ידי הרקדן הראשי גרישה ליובוב (לאוניד מאסין). לאחר שלרמונטוב נוכח בביצוע שלה לקטע מאגם הברבורים הוא מחליט לקבלה ללהקה.
באותו זמן הוא מקבל לעבודה מלחין צעיר בשם ג'וליאן קראסטר (מריוס גורינג) ומבקש ממנו לכתוב מוזיקה לבלט חדש בשם "נעליים אדומות" המבוסס על אגדה של אנדרסן. כאשר הרקדנית הראשית שלו (לודמילה צ'רינה) נאלצת לעזוב את הלהקה הוא מטיל על ויקי את התפקיד הראשי בבלט זה. לצידה רוקד גרישה בתפקיד הסנדלר שיצר את הנעליים האדומות.
הצגת הבכורה נערכת במונטה קרלו וזוכה להצלחה גדולה. ויקי מתמנית ל"פרימה בלרינה" של הלהקה וקוצרת הצלחה בכל אירופה.
עם הזמן מתפתחת אהבה בין ויקי וג'וליאן. דבר זה נודע ללרמונטוב שמתחיל לפתח רגש אישי כלפיה. הוא קורא לג'וליאן, מטיח בו שאינו מוכשר ומפטר אותו. לרמונטוב מבקש מוויקי להישאר בלהקה אולם היא מחליטה לעזוב עם אהובה.
בלונדון מתקדם ג'וליאן בהלחנה ומוזמן לנצח על אופרה שלו בקובנט גרדן. ויקי לעומת זאת מתוסכלת וכמעט אינה מוזמנת לרקוד בהופעות בלט.
כאשר לרמונטוב שומע שוויקי מגיעה לצרפת לחופשה עם דודתה, הוא מגיעה לחדרה ומשכנע אותה לחזור ללהקה ולרקוד את בלט נעליים אדומות המיועד רק לה.
ויקי לא יכולה לעמוד בפני הפצרותיו של לרמונטוב ובפני שאיפתה לרקוד והיא נענית לו. ג'וליאן מוותר על הופעתו בלונדון ומגיע לחדרה של ויקי ממש לפני ההופעה. הוא מפציר בה לעזוב את המקום ולחזור ללונדון אך ויקי אינה נענית לו והוא עוזב.
ויקי הולכת לכיוון הבמה כשהיא מלווה על ידי המלבישה ונועלת נעליים אדומות[1]. היא מבולבלת ואחוזת רגשות. לפתע היא חשה דחף בלתי נשלט ברגליה. היא מתחילה לרוץ לעבר המרפסת של התיאטרון ומפילה את עצמה ממנה. היא נופלת פצועה אנושות ליד ג'וליאן ומילותיה האחרונות הן בקשה ממנו שיסיר את הנעליים האדומות.
לרמונטוב המזועזע ממותה, מודיע על כך לקהל הנדהם ומחליט על ביצוע הבלט כאשר את מקומה של ויקי ממלאת אלומת אור.
^ויקי מקבלת נעליים אדומות רק במהלך ההופעה. יוצרי הסרט בחרו באפשרות שהיא תהיה נעולה בנעליים אדומות לפני ההופעה כדי לגרום לצופה להרהר האם היא קפצה אל מותה מבחירה או שהנעליים גרמו למותה כמו באגדה של אנדרסן.