En la Viena de principios de siglo XX, Eisenheim (Edward Norton) es un misterioso mago cuyo espectáculo de ilusionismo cautiva a la población. Pronto se corre el rumor de que posee poderes sobrenaturales y el príncipe heredero Leopold (Leopoldo) (Rufus Sewell), que lo considera un impostor, decide desenmascararlo con la ayuda del Inspector Uhl (Paul Giamatti).

Durante una actuación el príncipe convence a su prometida Sophie (Jessica Biel) para que suba al escenario como protagonista del truco de magia. El mago y Sophie se reconocen como su amor de la infancia y comienzan una relación clandestina. Los dos hombres comienzan una lucha por el amor de la bella mujer donde no hay límites. El mago lucha por el amor de la mujer, mientras que el príncipe heredero al no poder convencerla de ayudarlo en sus planes por derrocar a su propio padre se ve obligado a matarla ya que conocia ese secreto. Pero Eisenheim consigue hacer truco de su potencia y la salva sin que nadie lo sepa.