В следующие три года актёр работал очень продуктивно, и практически все его картины этого периода были высоко оценены критиками и зрителями. В мае 2001 года на Каннском кинофестивале состоялась премьера фильма-мюзикла «Мулен Руж!», где Юэн сыграл роль бедного романтика-поэта Кристиана, влюблённого в куртизанку Сатин (Николь Кидман). Для саундтрека он исполнил восемь песен, в том числе в паре с Николь спел одну из заглавных тем под названием «Come What May». Несмотря на то, что пресса раскритиковала вокальные способности Юэна, песня была номинирована на «Золотой глобус» и выпущена отдельным синглом. Сам фильм собрал более 60-ти кинонаград — среди них были «Золотой спутник» и премия Общества кинокритиков Лондона, полученные Макгрегором, — и снискал похвалу критиков, которые превозносили фильм, называя эффект от просмотра пьянящим, словно абсент.