故事的主角苗木野空，因为小时候与双亲在卡莱多剧团（カレイドステージ，Kaleido Stage）观赏“ 爱丽丝梦游仙境”（不思议の国のアリス）之后便被其所吸引，立志要成为像蕾拉那样美丽著名的演员。但空（台湾的国语配音版称“空空”）的双亲不幸因车祸而去世，之后满脑子都是卡莱多剧团，所以当她国中毕业之后不顾养父母的反对，为了参加卡莱多剧团的考试，从日本来到了 美国西海岸。可是因为空迷了路，在向路边报摊打听问路时遇到一位奇怪的“ BT ”大叔对她动手动脚，捏她的腿。正要生气时，不料行李被抢，不得不去追小偷。在追到小偷和警察解释完毕后，空在考试会场还是迟到了，因为蕾拉的阻挠，空错过了试选。空正要伤心时，在“卡莱多剧团”后台监理 肯 的帮助下，得到参观后台的机会。其间空不小心弄伤了娇气的蹦床演员图兰布琳塔萨，之前的那位“BT”大叔出现了，原来他就是“卡莱多剧团”的老板卡洛斯。卡洛斯让空代替受伤的图兰布琳塔萨上台演出。卡洛斯的决定让空又惊又喜，舞台上，空在最初的生疏和胆怯之后立刻调整过来，发挥越来越好，然而在最后一跳时却险些跌落台外，幸好被犹利所救。不过空在的舞台胆量和滑稽又柔美的表演让观众赏心悦目。最后空被卡洛斯作为特例进入了“卡莱多剧团”。排除万难下终于成为卡莱多剧团的一分子。蕾拉对老板卡洛斯的决定很生气，卡洛斯却对蕾拉说了这样一句话：“总有一天，观众会因为空来卡莱多剧团看演出！”正当空欢呼雀悦时，在空的宿舍出现了和舞台化装间里一样的不可思议的小丑木偶，它自称是夫鲁，舞台精灵。它的出现让空感到非常得不安。经过“ 罗密欧与茱丽叶”、“ 灰姑娘”、“ 人鱼公主”、“ 天方夜谭”、“自由”公演，慢慢得到了卡莱多剧团台柱蕾拉的肯定和认同。最后和蕾拉一同向命运挑战、完成梦幻绝技（幻の大技），但蕾拉的肩膀却受伤了；不过蕾拉将梦想托付给空，希望她成为真正的百变之星。 蕾拉因伤退出卡莱多剧团，由空一个人独撑大局，团长卡洛斯认为空仍无法成为独当一面的百变之星，故请来知名演员雷欧·渥兹伍尔来剧团，而王梅因为仰慕蕾拉也加入剧团。照道理来说卡莱多剧团是呈现新的气息，不过空一直在烦恼要怎么样作才能成为真正的百变之星，逐渐失去了光芒。在一次的机会下空与梅到 百老汇与蕾拉同台之后，蕾拉鼓励她说痛苦的时候能拯救自己的也只有自己，想要什么，目标在哪里也只有自己才会知道。不要迷惘笔直的前进，那么通往真正百变之星的路将会打开。才没说完多久，蕾拉发现到她还能看到福尔，在心里认为还有应该要做的事。“能培养天使的只有恶魔”，蕾拉以对手的身份出现在空面前，与空在舞台上竞演天使的技巧（天使の技）一决胜负。公演完后空已成长、不再是蕾拉的梦想，最终蕾拉对空说：“你是我的骄傲”，一部少女为梦想奋斗的青春故事就在此划上句点。