Dastan (Jake Gyllenhaal), um órfão no Império Persa adotado pelo rei Sharaman, e seus irmãos de sangue adotivos, Tus (Richard Coyle) e Garsiv (Toby Kebbell), e seu tio, Nizam (Ben Kingsley) estão planejando um ataque na cidade sagrada de Alamut, que acreditam estar vendendo armas aos inimigos da Pérsia. Dastan leva um ataque surpresa bem sucedido na cidade e depois de uma luta ele se apodera de uma adaga. Princesa de Alamut, Tamina, é capturada e concorda em casar com Tus, a fim de alcançar a paz.
Sharaman (Ronald Pickup), o rei da Pérsia, censura Tus, por atacar a cidade e sugere que Dastan, ao invés de Tus, deva se casar com Tamina. Príncipe Dastan inconscientemente apresenta uma túnica envenenada, dada a ele por Tus, a seu pai, que morre após vesti-la. Dastan é responsabilizado pelo assassinato do rei e foge a Alamut com a princesa Tamina. Em seu primeiro acampamento, Tamina tenta matar o príncipe e recuperar a adaga, durante o qual Dastan descobre que a adaga pode reverter o tempo. Durante sua jornada, a dupla encontra um organizador local de corridas de avestruz e empresário fiscal avesso, Sheik Amar (Alfred Molina), com seu amigo africano atirador de facas, Seso (Steve Toussaint). Dastan oferece Tamina como escrava em troca de suprimentos, no entanto, Amar trai ele porque ele o reconhece como o assassino do rei, para quem existe uma recompensa “obscena” sendo oferecida. Dastan e Tamina escapam e voltam para a Pérsia para o funeral do Rei Sharaman; aqui, Dastan tenta convencer seu tio Nizam que ele não matou seu pai. Dastan descobre que Tamina pegou a adaga, no entanto, ele então observa que as mãos de Nizam estão queimadas, queimadas pelo mesmo veneno que colocaram no manto que matou seu pai. Garsiv e os guardas da cidade aparecem e atacam Dastan e ele é forçado a fugir. Dastan alcança Tamina e explica que o irmão vilão do rei, Nizam, estava por trás do assassinato. Depois que Tamina finalmente explica tudo sobre a Adaga, Dastan percebe porque Nizam quer a Adaga do Tempo: para usá-la com a enorme Ampulheta para voltar no tempo e desfazer o salvamento de Sharaman de um leão para que ele pudesse se tornar rei. Ele fabricou as falsas acusações de que Alamut estava dando armas aos inimigos da Pérsia de modo que ele teria a oportunidade de procurar a cidade para a ampulheta. No entanto, a abertura da Ampulheta vai desencadear uma tempestade de areia apocalíptica que iria acabar com o mundo. Enquanto isso, Nizam tenta convencer Garsiv e Tus que Dastan está tentando derrubá-los e deve ser morto imediatamente, quando isto falha, ele contrata os Hassansins, um grupo de guerreiros altamente qualificados, que uma vez serviu como assassinos de aluguel para a realeza persa, para matar Dastan. Dastan e Tamina são novamente capturados pelo Sheik Amar e por Seso, procurando recriar o seu negócio arruinado. Mas naquela noite, quando todos estão dormindo, o líder Hassansin, Zolm (Gísli Örn Gardarsson) ataca o grupo, controlando uma série de víboras. Muitos do grupo morrem, mas Dastan usa a Adaga e consegue matar todas as cobras e salvar a todos. No dia seguinte, o casal, acompanhado por Sheik e Seso, viajam para um refúgio secreto nas montanhas próximas à Índia, onde é possível selar afastado da Adaga. No entanto, se deparam com homens de Garsiv. Dastan consegue convencer seu irmão que ele é inocente, apenas para Garsiv ser mortalmente ferido por um Hassansin, Setam. O ataque dos Hassansins, mata a maioria do grupo, enquanto Dastan e Tamina fogem para a caverna secreta onde eles podem esconder a Adaga. Tamina diz que está pronta para desistir de sua vida para proteger a Adaga, mas Dastan diz que ele não está pronto para ela morrer. Eles são encontrados e atacados e Zolm consegue tirar a Adaga do Tempo de Tamina. Entretanto, Dastan é salvo do último Hassansin, Tamah, por Garsiv, que depois morre de suas feridas. O grupo retorna a Alamut para revelar a verdade sobre Nizam e a Adaga a Tus. Eles aprendem que a Adaga está sendo vigiada pelo Hassansin que matou Garsiv, Setam. Seso é voluntário para a tarefa de derrotar Setam e recuperar a Adaga. Ele derrota Setam em um duelo, mas é mortalmente ferido. Ele consegue arremessar a Adaga até Dastan, antes de morrer. Dastan confronta Tus e explica a mecânica da adaga a ele e então apunhala a adaga em seu coração, matando a si mesmo; Tus traz Dastan de volta à vida pela reversão do tempo e percebe que seu irmão tinha sido inocente o tempo todo. Pouco depois, porém, Nizam chega e mata Tus, deixando seu guarda Hassansin, Ghazab, para matar Dastan. A Adaga está mais uma vez nas mãos de Nizam, mas Dastan consegue derrotar Ghazab com a ajuda de Tamina. Nizam vai para as cavernas da Ampulheta abaixo de Alamut, Dastan e Tamina tomam uma rota mais rapida: um túnel subterrâneo. Depois de uma curta batalha contra o Zolm, Tamina o fere mortalmente e envia-o em queda livre até sua morte em um abismo. Dastan e Tamina se beijam pela primeira vez. Eles, então, alcançam Nizam antes que ele possa perfurar a Ampulheta com a Adaga, mas ele bate em Tamina e Dastan sobre a borda. Dastan agarra Tamina, sabendo que ele não pode parar Nizam e também salvá-la, Tamina diz a Dastan para deixá-la ir, porque é seu destino salvá-los, mas Dastan se recusa a deixá-la ir. Tamina professa seu amor por Dastan, desejando que eles poderiam ficar juntos, despencando para a morte e sacrificando-se para parar Nizam. Desolado, Dastan assiste sua queda. Motivado para lutar, Dastan consegue se levantar. Nizam apunhala a Ampulheta com a Adaga, mas Dastan agarra e abre a Adaga em vez de ativá-la, fazendo com que as Areias do Tempo fluam livremente, ao invés de destruir o mundo. O tempo reverte para quando Dastan obtém pela primeira vez a Adaga, agora plenamente consciente de tudo o que ocorreu. Dastan para o cerco de Alamut, revelando a traição de Nizam; Nizam ataca Dastan, mas é morto por Tus. Depois de se desculpar pelo saque de sua cidade, Tus sugere que talvez Tamina devesse se tornar a mulher de Dastan como um sinal de boa vontade. O Príncipe retorna a Adaga do Tempo para ela, o que muda a opinião de Tamina sobre Dastan. Mais tarde, os dois tomam caminham juntos, e Dastan e Tamina tem uma pequena conversa, na qual Dastan fala de seu conhecimento dos poderes da Adaga e diz a Tamina que está ansioso para ter um futuro com ela.
