Num mundo onde nada é o que parece ser, um ilusionista e um inspector de policia enfrentam-se, num desafio de vontades, tentando determinar onde acaba a realidade e começa a magia... Ao mesmo tempo que esbatem a ténue linha que separa o poder e a corrupção, o amor e a devoção, a vigilância e a obsessão e, finalmente, a vida e a morte.

Eisenheim (Edward Norton) é um misterioso mágico que quebra as leis da natureza, à frente de uma perplexa audiência. O perspicaz Inspector-Chefe da Polícia de Viena (Paul Giamatti) é um homem dedicado a implementar a lei e para quem a magia não tem lugar, no seu mundo organizado. Enquanto isso, a bela e enigmática Sophie Von Teschen (Jessica Biel) vê o seu futuro inexoravelmente alterado a partir do momento em que conhece Eisenheim e este se aproxima perigosamente da descoberta de um obscuro segredo da monarquia que ela esconde.