Chiyo (Zhang Ziyi) est une jeune chinoise de 10 ans vivant dans une famille pauvre de paysans. Un jour, elle est vendue avec sa soeur par son père à une école formant les futures geishas. Mais séparée de sa soeur Chiyo se rebelle et la directrice de l'école refuse de s'occuper d'elle, la condamnant à servir la magnifique mais terrible Hatsumomo (Gong Li) la meilleure geisha de l'école.
Quelques années plus tard cependant, Chiyo est repérée par une autre geisha, Maméha (Michelle Yeoh) rivale d'Hatsumomo. Celle-ci décide de lui apprendre elle-même le métier de geisha.

Chiyo, désormais appelée Sayuri, se montre si douée qu'elle devient très vite la geisha la plus célèbre de toute la région, s'attirant ainsi la jalousie et la haine d'Hatsumomo, qui n'a plus qu'une idée en tête: la détruire par tous les moyens.
Mais Sayuri résiste, car sa célébrité lui permet enfin d'approcher l'homme qu'elle aime, malheureusement, sa vie bascule à nouveau quand éclate la seconde guerre mondiale.