Film drama musikal dan tari Step Up All In mengikuti kisah Sean Asa dan kelompok flashmob- nya, The Mob, yang pindah dari Miami ke Los Angeles demi mengejar karier di dunia tari. Namun kenyataan tidak semudah yang mereka bayangkan. Setiap audisi yang mereka ikuti selalu berakhir dengan penolakan.

Setelah kembali gagal di sebuah audisi, mereka pergi ke sebuah klub malam. Di sana, mereka diperhatikan oleh kelompok tari lain bernama Grim Knights yang kemudian menantang mereka untuk melakukan battle dance. Dalam pertarungan itu, Grim Knights keluar sebagai pemenang.

Kekalahan tersebut membuat anggota The Mob merasa putus asa. Mereka akhirnya memutuskan meninggalkan Los Angeles dan kembali ke Miami, bukan hanya karena masalah keuangan tetapi juga karena merasa kota itu bukan tempat yang tepat bagi mereka.

Berbeda dengan yang lain, Sean memilih tetap tinggal di Los Angeles. Ia kemudian mengetahui tentang kompetisi tari besar bernama The Vortex yang menawarkan hadiah kontrak tampil selama tiga tahun di Las Vegas. Kesempatan itu membuat Sean bertekad membentuk kelompok baru dengan bantuan sahabatnya, Moose.

Moose membantu Sean mendapatkan pekerjaan sebagai petugas kebersihan di sebuah pusat tari milik kakek-neneknya. Sean bahkan tinggal sementara di lemari penyimpanan alat kebersihan di tempat itu.

Sean dan Moose mulai merekrut anggota baru untuk tim mereka, termasuk Andie West, Vladd, Violet, Hair, Chad, Monster, si kembar Santiago, Jenny Kido, dan Gauge. Mereka kemudian membentuk kelompok tari bernama LMNTRIX dan membuat video audisi. Beberapa minggu kemudian, mereka dinyatakan lolos dan diundang mengikuti kompetisi.

Kelompok tersebut akhirnya berangkat ke Las Vegas untuk bersaing dalam The Vortex. Setibanya di sana, Sean terkejut mengetahui bahwa Grim Knights dan bahkan mantan kelompoknya, The Mob, juga ikut dalam kompetisi tersebut. Hal itu membuat LMNTRIX berlatih lebih keras dari sebelumnya. Suatu malam di bar, Sean dan Andie juga saling mengungkapkan bahwa mereka telah putus dengan pasangan masing-masing.