El elenco y el equipo de la película viajan en autobús al desierto israelí para representar la Pasión de Cristo. Montan su atrezzo y se disfrazan. Uno de los miembros del grupo, Ted Neeley, está rodeado por los demás. Se pone una túnica blanca y sale como Jesús («Obertura»).
La historia comienza con Judas, que está preocupado por la popularidad de Jesús; está siendo aclamado como el Hijo de Dios, pero Judas siente que tiene demasiada fe en su propio mensaje. Judas teme las consecuencias de su creciente movimiento («El cielo en sus mentes»). Los otros discípulos acosan en vano a Jesús para que les dé información sobre sus planes futuros («¿Cuál es el rumor?»). Llega Judas y declara que Jesús no debe relacionarse con personas como María Magdalena (acusada históricamente de ser una prostituta), lo que apaga el ambiente («Extraña cosa misteriosa»). Enfadado, Jesús le dice a Judas que debe dejar en paz a María, porque su propia pizarra no está limpia. A continuación, Jesús acusa a todos los Apóstoles de no preocuparse por Él. Esa noche, en el Templo, Caifás teme que el pueblo corone a Jesús como rey, lo que los romanos tomarán por un levantamiento. Anás trata de disipar sus temores, pero finalmente ve el punto de vista de Caifás. Anás sugiere que se convoque el consejo y se les expliquen los temores de Caifás. Caifás está de acuerdo («Entonces estamos decididos»). Mientras Jesús y los Apóstoles se instalan para pasar la noche, María lo alivia con un costoso ungüento. Judas dice que ese dinero debería darse a los pobres, en lugar de despilfarrarlo así. Jesús le reprende de nuevo… explicándole que los pobres estarán siempre, pero Él mismo no («Todo está bien»).
Al día siguiente, en el Templo de Jerusalén, el consejo de sacerdotes discute sus temores sobre Jesús. Caifás les dice que sólo hay una solución: como Juan el Bautista, Jesús debe ser ejecutado por el bien de la nación («Este Jesús debe morir»). Cuando Jesús y sus seguidores llegan con alegría a Jerusalén, Caifás le ordena que disuelva la multitud por miedo a un motín. Jesús responde que tal gesto sería inútil, y procede a saludar a las masas («Hosanna»). Más tarde, Simón el Zelote y una horda de compañeros zelotes expresan su admiración por Jesús («Simón el Zelote»). Aunque al principio Jesús aprecia esto, se preocupa cuando Simón sugiere dirigir a la multitud hacia un levantamiento contra sus ocupantes romanos. Jesús rechaza tristemente esta sugerencia, diciendo que no entienden su verdadero propósito («Pobre Jerusalén»).
Poncio Pilato, el gobernador romano de Judea, revela que ha soñado con un galileo (Jesús) y que será culpado por la muerte de este hombre («El sueño de Pilato»). Jesús y sus seguidores llegan al templo, que ha sido tomado por cambistas y prostitutas («El templo»). Los enfurecidos sacerdotes observan desde el fondo cómo, para horror de Judas, un furioso Jesús destruye los puestos y obliga a los vendedores a marcharse («Mi templo debe ser…»). Al vagar solo por las afueras de la ciudad, Jesús se ve rodeado de leprosos que buscan su ayuda. Jesús cura a todos los que puede, pero se ve abrumado por el gran número de ellos; finalmente se rinde y les grita que le dejen en paz. Esa noche, María consuela a Jesús cuando se va a dormir («Todo está bien»). María ama a Jesús, pero está confundida porque es tan diferente a cualquier otro hombre que haya conocido («No sé cómo amarlo»). Judas acude a los sacerdotes y les expresa sus inquietudes, junto con su preocupación por las consecuencias de traicionar a Jesús («Condenado para siempre»). Aprovechando las dudas de Judas, los sacerdotes le ofrecen dinero por llevarles hasta Jesús. Judas se niega inicialmente, pero Caifás y Anás le convencen señalando que podría utilizar el dinero para ayudar a los pobres. Judas revela que Jesús estará en el Huerto de Getsemaní el jueves por la noche («Dinero de sangre»).
En la Última Cena (ambientada en un jardín exterior durante el día), Jesús revela que sabe que Pedro le negará… y que Judas le traicionará. Se produce una amarga discusión entre Jesús y Judas, mientras éste le reprocha a Jesús que (supuestamente) haya destruido las mismas esperanzas e ideales que Él mismo les dio. Judas amenaza con arruinar la ambición de Jesús, quedándose allí sin ayudarle a alcanzar la Gloria. Jesús le dice que se vaya — señalando que «¡Te están esperando!» — lo que finalmente hace («La última cena»). Mientras los Apóstoles se duermen, Jesús se adentra en Getsemaní para orar sobre su inminente muerte; de mala gana, acepta seguir adelante con el plan de Dios («Getsemaní/Sólo quiero decir»). Jesús espera a Judas, que efectivamente llega… acompañado por los guardias. Traiciona a Jesús con un beso. Los discípulos se ofrecen a luchar contra los guardias, pero se retiran a instancias de Jesús. Jesús es llevado a la casa de Caifás, declarado culpable de blasfemia y enviado a Pilato («El arresto»). Pedro, por su parte, es acusado de ser uno de los seguidores de Jesús; temeroso, niega a Jesús tres veces («La negación de Pedro»). Jesús es llevado a la residencia de Pilato; el gobernador se burla de él, sin saber que Jesús es el hombre de su sueño. Como no trata con judíos, Pilato envía a Jesús al rey Herodes («Pilato y Cristo»). El extravagante Herodes está entusiasmado por conocer por fin a Jesús, ya que es una oportunidad de confirmar el bombo y platillo que se le ha dado. Herodes insta a Jesús a realizar varios milagros; cuando no lo hace, Herodes lo descarta como un inofensivo farsante. Hace que los guardias devuelvan a Jesús a Pilato («King Herod’s Song/Try It And See»).
María y los Apóstoles recuerdan cómo empezaron las cosas, y desean que su situación no se les haya ido tanto de las manos («Could We Start Again Please?»). Jesús es arrojado a una celda; allí es visto por Judas, que ahora se arrepiente de su participación en el arresto. Judas arroja su dinero al suelo y maldice a los sacerdotes, antes de huir al desierto. Dominado por el dolor y el arrepentimiento por haber traicionado a Jesús, Judas culpa a Dios de sus males por haberle dado el papel de traidor. Mientras Judas se ahorca («La muerte de Judas»), Jesús es llevado de nuevo ante Pilato, que procede a interrogarle; Herodes también está presente pero no se molesta en testificar, en vista de su desprecio por Jesús. Caifás testifica en nombre de Herodes. Aunque piensa que Jesús está engañado, Pilato se da cuenta de que no ha cometido ningún crimen real. Hace azotar a Jesús; Herodes se regocija al principio, pero luego se revuelve y finalmente se aterroriza. La desconcertante indiferencia de Pilato se convierte en un frenesí de confusión e ira… sobre todo por la irracional sed de sangre de la multitud, pero también por la inexplicable resignación de Jesús y su negativa a defenderse. Pilato se da cuenta de que no tiene otra opción que hacer ejecutar a Jesús, o las masas se volverán violentas («Juicio ante Pilato; los treinta y nueve latigazos»). Un Pilato enfurecido decreta la sentencia de muerte tal y como exigen los sacerdotes. A continuación, Pilato hace un gran alarde de lavarse las manos respecto a la suerte de Jesús. La apariencia de Jesús se transforma, los cielos se abren y un Judas vestido con un mono blanco desciende sobre una cruz de plata. Judas se lamenta de que Jesús debería haber regresado como el Mesías hoy, en los años 70; habría sido más popular y su mensaje más fácil de difundir. Judas también se pregunta qué piensa Jesús de los profetas de otras religiones… y, en última instancia, si Jesús cree que es quien dicen que es, posiblemente el Hijo de Dios («Superstar»). Las preguntas de Judas quedan sin respuesta. Jesús es enviado a morir («The Crucifixion») en medio de una música siniestra y atonal; dice algunas de sus últimas palabras antes de morir.
Cuando la película termina, los artistas (ahora sin disfraz) suben a su autobús. Sólo Barry Dennen, Yvonne Elliman y Carl Anderson -que habían interpretado (respectivamente) a Pilatos, María Magdalena y Judas- se dan cuenta de que su compañero Ted Neeley, que había interpretado a Jesús, parece haber desaparecido. Anderson se agarra a la entrada trasera del autobús justo cuando éste se pone en marcha y se marcha. En un plano final similar al de Ben Hur, un pastor y su rebaño cruzan la ladera de la colina bajo la cruz ahora vacía («John Nineteen Forty-One»).