乾隆皇帝(张铁林饰)东巡时与女子夏雨荷(林心如饰)有一段露水姻缘,并生下一个女儿夏紫薇(林心如饰)。多年后,夏雨荷病逝。紫薇偕丫环金锁(范冰冰饰)带着当年乾隆留下的信物,从济南千里迢迢到北京城去与失散多年的父亲相识。主仆两人到京城后根本无法进宫面圣,在走投无路之际遇上了女飞贼小燕子(赵薇饰),并结为好友。小燕子热心为她想办法混入宫,但在阴差阳错中与紫薇互换了身份,成为清宫中的“还珠格格”,而紫薇却落得一无所有,连唯一的证物都失去了。皇上为庆贺重获爱女举行祭天酬神的仪式,仪仗队伍行经市街,正巧被紫薇、金锁看到。激动之余紫薇昏倒在地,被大学士福伦(海波饰)之子福尔康(周杰饰)所救。福府在知道其身世后将她收留。小燕子并非无义之人,只是骑虎难下,加上宫内处处不自由,朝中的争权、三宫六院的争宠,更使她对原来的自由生活怀念不已。虽然皇上和令妃(娟子饰)对小燕子宠爱有加,却引起了皇后(戴春荣饰)的反感,五阿哥永琪(苏有朋饰)、福伦的二子尔康、尔泰(陈志朋饰)与小燕子成了好朋友。在探明小燕子的真心后,尔康、尔泰兄弟把收留紫薇之事说出。一切真相大白,但为了安全,五人决心共守秘密。紫薇与小燕子解除了误会,与尔康的感情也日深;小燕子与永琪亦产生了情愫,四人碍于身份皆不敢表态。