1916年、ロシア。皇帝のロマノフ一族は王制300年を祝う。そんな幸せも束の間、妖僧ラスプーチン（声／クリストファー・ロイド）が一族に呪いをかけた。ロシア革命が始まり、末娘アナスタシア（声／キルステン・ダンスト）は召使いの少年ディミトリのおかげで宮殿を抜け出すことが出来たが、ふたりは離ればなれに。革命から10年。セント・ペテルベルグ。18歳になる孤児アーニャ（声／メグ・ライアン）には子供の頃の記憶がなく、手元には「パリで会いましょう」と刻まれたネックレスだけ。パリへ向かうアーニャは、かつての王宮に住む若者ディミトリ（声／ジョン・キューザック）と知り合う。アーニャの脳裏に記憶の断片がよみがえる。ディミトリはアーニャを偽の皇女に仕立て、 ロマノフの生き残りのマリー皇太后（声／アンジェラ・ランズベリー）から謝礼金を巻き上げようと、彼女の旅に同行。