19世紀末のロンドン。二人の天才マジシャン、華麗なパフォーマンスを得意とする“グレート・ダントン”ことロバート・アンジャー（ヒュー・ジャックマン）と、卓越した想像力を持つ“THE プロフェッサー”ことアルフレッド・ボーデン（クリスチャン・ベール）は、お互いを尊敬するライバル同士。彼らは情熱のすべてを注いで、イリュージョンの腕を競い合っていた。しかしある日、アンジャーの愛妻であり助手のジュリア（パイパー・ペラーボ）が、脱出マジックの失敗で死亡してしまう。トリック中にほどけるはずだった縄を結んだのはボーデンだった。アンジャーは妻を死に導いたボーデンに復讐を誓った。まもなくボーデンはサラ（レベッカ・ホール）と出会い結婚。アンジャーのもとには助手志願の美しい娘オリヴィア（スカーレット・ヨハンソン）が現れるが、彼の怒りは癒されなかった。やがてアンジャーは、ボーデンが開発した瞬間移動のトリックを探るべく、オリヴィアをスパイに使って、トリックの手掛かりをつかむ。どうやら、天才科学者ニコラ・テスラ（デイヴィッド・ボウイ）の開発した電気技術が大きく関与しているらしい。アンジャーはテスラに瞬間移動装置の制作を依頼し、舞台上演を開始する。その上演中にアンジャーは、舞台で壮絶な溺死に至ってしまう。翌日、アンジャー殺しの犯人として逮捕されたのは、ライバルの死を目の当たりにしたボーデンだった。目撃者として証言台に立ったのは、マジックの考案者でアンジャーの協力者だったカッター（マイケル・ケイン）。実はその死の公開ショーは、ボーデンへの復讐を果たすためにアンジャーが仕掛けたトリックであった。