En la Viena de 1900, el misteriós Eisenheim (Edward Norton) captiva al públic amb els seus espectacles de màgia i ilusionismo. Els seus poders sobrenaturals arriben a oïdes del príncep hereu Leopold (Rufus Sewell), un home escèptic que acudeix a l'espectacle acompanyat de la seva promesa, la bella i sofisticada Sophie (Jessica Biel). Sospitant un frau per part d'Eisenheim, el príncep encarrega al perspicaz inspector de policia Uhl (Paul Giamatti) que ho vigili d'a prop.