Uno de los secretos mejor guardados del cuadro es que fue modificado físicamente por el artista o su marchante después de su creación inicial. Originalmente, el cuadro era más pequeño y terminaba justo después de la mesa central. Toulouse-Lautrec añadió después una banda de lienzo en forma de "L" en el lado derecho y en la parte inferior para incluir la imponente figura de May Milton. Esta modificación cambió radicalmente la dinámica del cuadro, creando esa sensación de inmersión brutal y de malestar que hoy lo hace célebre.
Otro secreto reside en el autorretrato oculto del artista. Si se observa atentamente el fondo, se distingue una figura corta caminando junto a un hombre de gran estatura. Se trata del propio Toulouse-Lautrec, acompañado de su primo, el doctor Gabriel Tapié de Céleyran. Es una forma del artista de incluirse en su propio universo sin ser el centro, subrayando su posición de observador permanente y actor discreto de la noche montmartresa.
La mujer de rostro verde, May Milton, era una bailarina inglesa por cuya fealdad expresiva Lautrec estaba fascinado, según sus propias palabras. Lo secreto aquí es la elección deliberada de Lautrec de colocarla en primer plano para escandalizar al espectador. En 1892, presentar un rostro así "desfigurado" por una luz artificial verde era un insulto a los cánones de belleza académicos. Fue un acto de pura rebelión artística destinado a mostrar la verdad desnuda bajo el maquillaje.
Existe también un vínculo secreto con la bailarina Jane Avril, a quien se ve de espaldas al fondo, arreglándose el pelo frente a un espejo. Aunque era una de las estrellas del Moulin Rouge, Lautrec elige representarla de manera anónima y cotidiana. Este contraste entre su celebridad pública y esta pose privada refuerza la idea de que el cuadro explora el trasfondo, la realidad humana detrás del espectáculo de los carteles publicitarios que Lautrec creaba por otro lado.
Finalmente, la técnica utilizada esconde un secreto de fabricación: Lautrec pintaba a menudo "à l'essence", es decir, diluyendo sus colores al óleo con trementina sobre cartón o lienzo poco preparado. Esto permitía ese acabado mate y esos ligeros chorretones que se observan en los bordes del cuadro, dando a la obra el aspecto de un boceto tomado del natural, casi como un reportaje fotográfico instantáneo antes de tiempo.