« Lovers at the Chameleon Club, Paris 1932 » raconte comment les vies de nombreux personnages différents se sont croisées à Paris dans les années 1920, 1930 et 1940.
Au début du roman Gabor Tsenyi est un photographe hongrois, vivant à Paris et essayant de construire une carrière d’artiste. Louisianne « Lou » Villars est une jeune fille en formation d’athlète ailleurs en France. Lionel Maine est un écrivain américain vivant à Paris et écrivant sur ses expériences de pauvreté et de romance tout en poursuivant sa carrière artistique. Suzanne Dunois (plus tard Suzanne Dunois Tsenyi) est professeur de langues vivant à Paris et la petite amie de Lionel Maine. La baronne Lily de Rossignol est une ancienne actrice hollywoodienne mariée à l’héritier d’une riche entreprise de construction automobile qui utilise sa fortune pour financer la carrière d’artistes à Paris. Nathalie Dunois est une enseignante du 21ème siècle, écrivant une biographie de Lou Villars.
Dans la première partie, Lou Villars a été envoyée dans une école de couvent par ses parents où l’une des religieuses, sœur Francis, a remarqué son talent pour l’athlétisme et l’a aidée à s’entraîner comme athlète. Sœur Francis a présenté Lou à son frère, le Dr Loomis, et ensemble, les trois ont parcouru le pays afin que Lou puisse participer à des événements sportifs. Après un tel événement à Paris, Lou a été approchée par Gabor Tsenyi qui lui a donné une carte de visite pour le Chameleon Club à Paris. Après que le Dr Loomis ait tenté de violer Lou, elle s’est enfuie. Elle est allée au Chameleon Club où la propriétaire, Yvonne, a donné à Lou une série d’emplois qui ont finalement conduit Lou à apparaître sur scène en tant qu’interprète, vêtue de vêtements pour hommes. Lou est devenu impliqué dans une relation amoureuse avec une autre femme au Chameleon Club, appelée Arlette.
Pendant ce temps, Gabor photographie les Parisiens et attire l’attention de la baronne Lily de Rossignol. Gabor a présenté Lily à son ami Lionel et à la petite amie de Lionel, Suzanne. Suzanne a quitté Lionel après être tombée amoureuse de Gabor. Lily a payé pour qu’une réplique du Chameleon Club soit construite dans le studio de Gabor afin qu’il n’ait pas besoin de l’autorisation de la propriétaire du club, Yvonne, pour prendre des photos de la clientèle du club. Gabor a pris une photo de Lou Villars avec son amante Arlette, qu’il a nommée « Amants au Caméléon Club, Paris 1932 ».
Dans la deuxième partie, Lily a recruté Lou pour suivre une formation de pilote de course pour la société automobile Rossignol. Arlette a rompu avec Lou et a commencé une relation avec le chef de la police corrompu, Clovis Chanac. La première collection de photographies de Gabor est devenue un succès. Sur la couverture se trouvait la photo de Lou et Arlette. Poussé par la jalousie de la relation d’Arlette avec Lou, Chanac a révoqué la licence de course de Lou au motif que Lou portait des vêtements pour hommes, ce qui était illégal en France. Au cours de l’affaire judiciaire qui a suivi, la photographie de Gabor a été utilisée comme preuve contre Lou. Lou a été licenciée de son travail de pilote de course et est devenue mécanicienne. Elle a été contactée par un pilote de course allemand qui l’a invitée à regarder les Jeux olympiques de Berlin. Pendant son séjour en Allemagne, Adolf Hitler a recruté Lou comme espion. Dans la perspective de l’invasion allemande de la France, Lionel est retourné en Amérique et Lily a déménagé dans le sud de la France.
Dans la troisième partie, Gabor et Suzanne ont fui Paris et sont allés vivre avec Lily dans le sud de la France. Quelques mois plus tard, ils rentrent tous les trois à Paris et Suzanne rejoint la Résistance française. Lou a commencé à travailler comme mécanicien pour Jean-Claude Bonnet, le sous-ministre de l’information des nazis à Paris. Bonnet a été blessé et un espion allemand a été tué après que les freins de la voiture de Bonnet aient été sabotés. Le mari de Lily était soupçonné d’être responsable du sabotage et a été assassiné. Lily rejoint la Résistance. Lou a commencé à travailler comme tortionnaire au siège de la Gestapo à Paris. Un soir, Lou, Chanac, Bonnet et quelques autres Allemands ont assisté à un spectacle au Chameleon Club mettant en vedette Arlette, l’ex-petite amie de Lou et Chanac. Après que Chanac ait fait des remarques offensantes à propos d’Arlette, la propriétaire du club, Yvonne, a exigé qu’ils partent tous. Craignant des représailles, des membres de la Résistance – dont Lily et Suzanne – ont aidé Yvonne à s’échapper de France. Suzanne a été arrêtée sous le soupçon d’avoir aidé Yvonne à s’échapper. Au siège de la Gestapo, Suzanne a été interrogée par Lou. Plus tard, Lou a été assassiné par des membres de la Résistance peu avant l’invasion alliée de la France sur les plages de Normandie, qui a finalement provoqué la fin de la guerre.
À la fin du roman, Suzanne écrit une lettre de plainte concernant les inexactitudes dans la biographie de Lou Villars par Nathalie Dunois, dans laquelle Nathalie prétend à tort être la nièce de Suzanne et fabrique son récit de la nuit où Suzanne a été interrogée par Lou. Suzanne déclare que Lou a fait de son mieux pour ne pas blesser Suzanne et l’a blessée de la manière la plus mineure possible. Elle a encouragé Suzanne à crier et à faire semblant d’avoir mal pendant plusieurs heures pendant que Lou lisait un journal. Lou a dit à la Gestapo qu’elle ne pouvait obtenir aucune information d’elle et Suzanne a été libérée.
Soixante ans après les événements décrits dans le roman, un Lionel Maine vieillissant a insisté pour regarder encore et encore la fin du film d’horreur « Carrie », dans lequel la main ensanglantée du protagoniste maltraité jaillit de la tombe prête à se venger de ceux qui lui avaient fait du tort.