Alur
Barbie Roberts bermimpi menjadi bintang Broadway, jadi dia mendaftar di program musim panas di Handler Arts Academy, sekolah seni bergengsi di New York City. Keluarga dan teman-temannya di Malibu mendukungnya saat dia tiba di akademi. Saat Barbie kesulitan membawa barang bawaannya, seorang siswa perempuan yang luwes dari Brooklyn membantunya. Petugas kebersihan akademi memberi tahu mereka bahwa mereka datang sehari lebih awal dan menunjukkan lokasi asrama.
Saat Barbie dan gadis dari Brooklyn menemukan pintu dengan nama "Barbie Roberts" di atasnya, mereka menyadari bahwa mereka memiliki nama yang sama dan akan menjadi teman sekamar. Untuk menghindari kebingungan, mereka memberi diri mereka julukan berdasarkan tempat asal mereka, masing-masing "Malibu" dan "Brooklyn." Mereka langsung akrab karena kecintaan mereka pada musik dan mulai menjelajahi New York City bersama.
Di dalam kereta bawah tanah, Barbie "Malibu" melihat poster seorang bintang pop bernama Emmie dan mengaku sebagai penggemarnya. Namun, Barbie "Brooklyn" mengungkapkan bahwa Emmie adalah teman masa kecilnya yang sudah lama tidak ia temui. Mereka pun berjanji untuk tidak membiarkan ketenaran merusak persahabatan mereka. Sementara itu, di Handler Arts Academy, Emmie menyamar agar bisa diperlakukan seperti siswa biasa. Dekan Morrison mengumumkan bahwa acara tahunan *Spotlight Solo* akan disiarkan langsung dari Times Square. Malibu dan Brooklyn bertemu seorang siswa desainer kostum bernama Rafael (atau Rafa) dan anjingnya, Gato. Rafa memberi mereka gaun berkilauan, tetapi remote untuk menyalakan efek lampu pada gaun itu tidak berfungsi.
Selama minggu pertamanya di akademi, Barbie "Malibu" kesulitan mengikuti kelasnya. Ken menelepon untuk menanyakan kabarnya, tetapi ia merasa campur aduk. Kemudian, kedua Barbie dan Rafa mengetahui bahwa Emmie adalah siswa akademi yang sedang menyamar. Saat mereka mengonfrontasinya, Emmie menjelaskan bahwa ia kehilangan kontak dengan Barbie "Brooklyn" karena ayahnya yang sekaligus manajernya sangat ketat. Mereka pun kembali berteman, dan ketiganya berjanji untuk merahasiakan penyamaran Emmie.
Di Central Park, kedua Barbie mengenakan gaun buatan Rafa. Barbie "Brooklyn" bercerita bahwa ibunya seorang pilot dan ayahnya selalu khawatir tentang dirinya. Barbie "Malibu" bisa memahami perasaan itu karena ayahnya juga cemas tentang dirinya di New York. Mereka mengambil foto untuk dikirim kepada ayah mereka, lalu menari dan berputar di depan air mancur, membuat gaun mereka berkilau.
Sementara itu, ayah Emmie, Mr. Miller, datang ke akademi untuk mengawasi siswa. Dia ingin Emmie mendapatkan *Spotlight Solo*, meskipun Emmie hanya ingin belajar. Rafa merekam kelas saat Mr. Miller mengawasi. Ketika Barbie "Malibu" menari, dia tanpa sengaja menjatuhkan Barbie "Brooklyn" ke dalam pit orkestra. Brooklyn mendarat di drum seorang pemain perkusi dan kakinya terkilir.
Barbie "Malibu" merasa bersalah atas kejadian itu, tetapi teman-temannya tetap mendukungnya. Namun, menurut seorang saksi, Dekan Morrison memanggil Barbie "Malibu" ke kantornya dan mengeluarkannya dari akademi karena dianggap menjatuhkan Barbie "Brooklyn" dengan sengaja. Kedua Barbie saling mengonfrontasi, bertengkar, dan akhirnya putus hubungan.
Rafa dan Emmie kemudian menemukan bahwa Mr. Miller-lah yang memanipulasi situasi. Emmie menghadapi ayahnya, sementara Rafa mengirim rekaman kelas kepada Barbie "Brooklyn", yang kemudian menunjukkan bukti tersebut kepada Dekan Morrison.
Sementara itu, Barbie "Malibu" kembali ke California dengan hati hancur, mengira bahwa Barbie "Brooklyn" memang ingin menyingkirkannya. Karena perasaan bersalah dan kehilangan semangat, ia memutuskan untuk berhenti bermusik. Namun, Barbie "Brooklyn" dan ibunya menyusul ke California untuk meminta maaf dan mengajaknya kembali ke akademi. Mereka pun berdamai.
Saat mereka kembali ke akademi, mereka mengetahui bahwa mereka telah terpilih untuk tampil di *Spotlight Solo*. Pada malam pertunjukan besar, Emmie mengungkap identitas aslinya selama siaran langsung dan memperkenalkan kedua Barbie. Mereka tampil dalam gaun berkilauan dari Rafa, menyanyikan lagu tentang perjalanan persahabatan mereka (*See You at the Finish Line*), sementara keluarga dan teman-teman mereka menonton langsung di Times Square. Setelah penampilan mereka, Barbie "Malibu" dan Barbie "Brooklyn" saling menggenggam tangan tinggi-tinggi sebagai tanda persatuan mereka, sementara kembang api menerangi langit di atas gedung pencakar langit Times Square.