魏国与北方蛮族柔然比年征战，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。思量到父亲花弧年老病重，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，尚未暴露漏洞。一次偶尔的机遇，副营长文泰（陈坤 饰）发明白木兰的机密，但见她为人端正工夫了得，以是替她掩蔽身份。厥后，文泰与木兰并肩作战，屡破柔然雄师，立下战功，均获封将军。不外，文泰发明木兰在战场上感情用事极为冲动，遂托故诈死，逼其独当一面。此时，屡战屡败的柔然部落已萌生退意，但冒顿独断专行，不但剿杀异己，乃至手刃其父，自主为单于，发誓要扫平中原。门独面对的最大敌手就是木兰领衔的魏国守军，一场触目惊心的存亡大战由此睁开……
　　本片有俄罗斯歌手维塔斯、韩国歌手李玖哲加盟，片尾曲分由孙燕姿与张靓颖演唱。