北洋时期，袁世凯死后，军阀混战，北京天桥上来了一名留英归国的大魔术师张贤（梁朝伟饰）。张贤一鸣惊人，他的演出引来军阀雷司令（刘青云饰）的关注，为了博得七姨太柳荫（周迅）的欢心，他带柳荫去看张贤表演。然而，雷司令不知道的是，张贤和柳荫早就认识，是青梅竹马的恋人，而且有婚约在身，但张贤为了出国留学学魔术，把婚期遗忘，待嫁闺中的柳荫随即被打军阀雷司令抢走……

不夜赌城拉斯维加斯，豪华的表演大厅内正在进行一场前所未有的魔术表演，由丹尼尔·阿特拉斯（杰西·艾森伯格 Jesse Eisenberg 饰）、亨莉·里维斯（艾拉·菲舍尔 Isla Fisher 饰）、杰克·怀尔德（戴夫·弗兰科 Dave Franco 饰）和梅里特·麦克金尼（伍迪·哈里森 Woody Harrelson 饰）四位魔术师组成的“四骑士”配合天衣无缝，在众目睽睽之下偷来了某法国银行金库内350万欧元纸币，此举在现场至全世界引起轰动。FBI探员罗德（马克·鲁夫洛 Mark Ruffalo 饰）和国际刑警埃尔玛·德雷（梅拉尼·罗兰 Mélanie Laurent 饰）奉命对四人展开调查，却一无所获。无奈之下，他们只得求助于极具名气的揭露魔术师布莱德利（摩根·弗里曼 Morgan Freeman 饰）。
魔术师、盗贼、FBI探员，光影交错下最精彩的较量，连番上演……

19世纪末，人们对科学文明还不是认识得太过清楚，于是，安吉尔（休•杰克曼Hugh Jackman饰）和伯登（克里斯蒂安•贝尔Christian Bale饰）的魔术，成为了伦敦城内的神奇人物。安吉尔出身贵族，魔术手段华丽丰富，是富人圈子里的表演常客。而伯登即使出身平平，争强好胜的心智和充满创造力的魔术技巧，却也令他有了名气。两人自小本是要好的伙伴，然而，现在魔术界二人各有领地，并且都有野心想成为音乐大厅里的顶级魔术师，一番明争暗斗如箭在弦上。伯登掌握了精彩的分身术，叫座又叫好。而安吉尔见情势不妙，搬来科学家助阵——他发明的交流电有无穷魔力，保证让观众目瞪口呆。二人出招接招，一来一往，争斗在剧烈升级，友谊和道德都被抛诸脑后，一场血案在悄悄酝酿。

四骑士重新聚首，借一场大秀意图揭穿一位科技大亨的不义之举，不料行动失败。同时，他们背后的支持者迪伦（马克·鲁法洛饰）自己也深陷危机。幕后黑手正是科学奇才沃尔特（丹尼尔·雷德克里夫饰），他胁迫四骑士去完成一次不可能的偷盗任务。四骑士只剩最后的希望，他们必须上演一场前所未有的魔术秀来为自己正名，揭穿背后主谋。