Действие оперетты происходит в первой половине XIX века во французской провинции. Дениза де Флавиньи, юная воспитанница монастырского пансиона «Небесные ласточки», раскрывает тайну учителя музыки Селестена: оказывается, он не такой ханжа и зануда, каким старался казаться. Он ведет двойную жизнь и за пределами монастыря веселый прожигатель жизни Флоридор, сочиняющий оперетты для маленького театра, где работает его любовница Коринна.
Однажды вечером Селестен в очередной раз тайком сбегает в город, чтобы присутствовать на премьере своего последнего творения. А Дениза следует за ним в театр. Вздорная Коринна устраивает скандал и отказывается играть в оперетте. И вместо нее оказывается на сцене Дениза, которая знает партитуру наизусть и, выйдя на сцену под псевдонимом «Мадемуазель Нитуш», покоряет публику своим исполнением.
Молодой Фернан, присутствующий в зале, влюбляется в Денизу. После ряда смешных недоразумений все приходит к счастливому финалу.
