Сюжет популярного романа Кристофера Приста существенно переработан братом режиссёра Джонатаном Ноланом. История не рассказывается последовательно, а подается в виде нескольких слоев «флешбэков» (ретроспекций) главных героев.
Фокусник Альфред Борден (Кристиан Бэйл) осужден за убийство Роберта Энджера (Хью Джекман), своего соперника. Оба работали ассистентами у "Иллюзиониста Милтона" (Рикки Джей) и инженера Джона Каттера (Майкл Кейн). Джулия (Пайпер Перабо), жена Энджера, утонула, исполняя опасный трюк с погружение в воду, и Энджер винит Бордена, который делает вид, что не помнит, правильным ли узлом он связал ее. Оба становятся ожесточенными конкурентами, срывая выступления друг друга. Борден становится "Профессором" с загадочным инженером Бернардом Фелоном, в то время как Энджер стал "Великим Дантоном" с милой ассистенткой Оливией Уэнском (Скарлетт Йоханссон) и помощником Каттером. Был объяснен трюк из начала фильма: первая птица погибает и заменяется двойником. Энджер впадает в ярость, когда видит, как Борден встречает и женится на Саре (Ребекка Холл), у которых затем появляется дочь Джесс (Саманта Мэхурин). Энджер саботирует трюк Бордена по ловле пули, это стоило Бордену двух пальцев. Затем Борден рушит выступление Энджера по исчезновении птицы в клетке, раня зрителя и убивая птицу, что наносит ущерб репутации Энджера.
Вскоре Борден начинает представлять впечатляющий трюк под названием "Перемещение человека", где он входит в одну дверь и моментом позже выходит через другую на другом краю сцены. Энджер и Каттер спорят о том, как он это делает, Каттер настаивает, что Борден использует Двойника, но Энджер отказывается с этим соглашаться, уверяя, что все намного сложнее.