在遥远的古代中国，一位年轻的女子为了救她的父亲假扮成男装代父从军，在穿越中国广袤土地的壮丽征程中，她从紧张的训练和战争中存活下来，发现自己内心的战士，并且最终从外族侵略者手中救回了皇帝和她的祖国。

　　魏国与北方蛮族柔然连年交战，老单于心存退意，但是其子冒顿（胡军 饰）生性暴戾，意图吞并中原。为御外敌，魏国征召壮丁入伍，为国效忠。考虑到父亲花弧年迈病重，其女花木兰（赵薇 饰）毅然决定女扮男装、替父从军。在军中，木兰因有昔日玩伴小虎（房祖名 饰）做掩护，尚未露出破绽。一次偶然的机会，副营长文泰（陈坤 饰）发现了木兰的秘密，但见她为人正直功夫了得，所以替她隐瞒身份。后来，文泰与木兰并肩作战，屡破柔然大军，立下战功，均获封将军。不过，文泰发现木兰在战场上感情用事极为冲动，遂借故诈死，逼其独当一面。此时，屡战屡败的柔然部落已萌生退意，但冒顿一意孤行，不但剿杀异己，甚至手刃其父，自立为单于，发誓要扫平中原。门独面对的最大对手就是木兰领衔的魏国守军，一场惊心动魄的生死大战由此展开……

花木兰是家中的长女，性格爽朗率真，父母极力想帮女儿找到一个好归宿，可是多次努力未果。此时却收到了北方匈奴侵略的消息，朝廷召集各家各户的壮丁。木兰父亲也在名单之内，木兰不忍年迈残疾的父亲征战沙场，决定割掉长发，偷走父亲的盔甲，决定女扮男装代父从军。花家的祖先为了保护木兰，便派出了心地善良的木须从旁帮忙。从军的过程中，木兰凭着坚强意志，通过了一关又一关的艰苦训练，她的精神也感动了所有战友。就在战况告急的时候，她也被发现了女子的身份。她被遗留在雪地中，而最后也是她的及时出现，顺利协助大军击退了匈奴。