Dans la Vienne impériale du début du XXe siècle, Eisenheim l'Illusionniste est un prestidigitateur de génie dont les spectacles envoûtent la haute société autrichienne. Lorsqu'il retrouve Sophie, la femme qu'il aimait dans sa jeunesse et qui est désormais fiancée au prince héritier, une passion interdite se rallume entre eux. L'inspecteur Uhl, chargé de surveiller Eisenheim pour le compte du prince, se retrouve pris entre la loyauté envers son supérieur et la fascination croissante qu'il éprouve pour le mystérieux magicien. Le film mêle romance, magie et thriller politique dans une atmosphère fin de siècle somptueusement reconstituée.