Corre l'anno 1916, trecentesimo anniversario dell'ascesa al potere della famiglia Romanov . Lo zar Nicola II indice un gran ballo per i festeggiamenti. Quella sera, l'imperatrice Dowager Maria Fëdorovna decide di fare un regalo alla sua nipote preferita, la piccola granduchessa Anastasia : un carillon , la cui chiave è un ciondolo con l'incisione "Insieme a Parigi". Il ballo viene bruscamente interrotto dall'arrivo di Rasputin , uno staretz che ha venduto la propria anima al diavolo in cambio di poteri magici: vedendosi rifiutato dai Romanov, scaglia su di essi una maledizione. Quella notte ha inizio la Rivoluzione Russa e il palazzo viene invaso dalla folla: un giovane servo, Dimitri, riesce a salvare l'imperatrice e Anastasia tramite un passaggio segreto. Rasputin tenta di uccidere Anastasia di persona, ma cade in un fiume e annega. Nonna e nipote riescono alfine a raggiungere un treno, ma Anastasia scivola e sbatte la testa sul marciapiede. Maria è costretta ad abbandonarla essendo trascinata via dalla folla.

Dieci anni dopo la Russia è sotto il regime comunista . L'imperatrice, in esilio a Parigi , offre una cospicua ricompensa a chi le riporterà la nipote dispersa. A San Pietroburgo , un'orfana di nome Anya esce dalla casa di accoglienza che l'ha ospitata per oltre un decennio, adottando per strada il cagnolino Pooka. Cercando un modo per andare a Parigi, la ragazza incontra Dimitri e Vladimir, due truffatori alla ricerca di una sosia della Granduchessa, a cui Anya rassomiglia incredibilmente. I tre si mettono in viaggio, durante il quale gli uomini insegneranno ad Anya l'etichetta di corte. E mentre Dimitri e Anya iniziano a provare qualcosa l'uno per l'altra, anche se lo nascondono coi litigi, la ragazza comincia a ricordare brandelli del passato.

Rasputin però non è morto: la sua maledizione non si è mai completata, lasciandolo intrappolato nel limbo , da cui riesce a liberarsi grazie Bartok, pipistrello albino , suo assistente, che gli riporta il suo magico reliquiario. Il reliquiario era ancora luminoso, ciò significava che Anastasia era ancora viva, così Rasputin evoca le forze dell'inferno per tentare di uccidere Anya. Il treno su cui lei e i suoi compagni viaggiano viene mandato a folle velocità verso un ponte distrutto, ma loro riescono a salvarsi; durante il successivo viaggio in nave, Rasputin entra nei sogni di Anya spingendola, sonnambula, a gettarsi nei flutti del mare in tempesta, ma viene fermata da Dimitri. Infine, i tre compagni giungono a Parigi: durante il viaggio hanno istruito Anya sul come comportarsi da reale e sulla vita e le abitudini della granduchessa Anastasia. Purtroppo dopo aver parlato con la cugina dell'Imperatrice che interroga Anya, Sophie, non riescono ad ottenere un incontro con l'Imperatrice che è oramai stanca di sentirsi presa in giro da altre ragazze che fingono di essere Anastasia per intascare la ricompensa, ma Dimitri capisce che Anya è la vera Anastasia quando lei risponde a una delle domande di Sophie dicendo che era fuggita dal palazzo grazie a un ragazzo che le aveva aperto un passaggio segreto. Allora fanno un ultimo tentativo e decidono di andare all'Opera a parlare con la vecchia imperatrice. Anya, accompagnata da Dimitri, aspetta impaziente ch'egli la presenti a Maria, ma sente la conversazione che i due hanno: l'Imperatrice conosce Dimitri, un noto truffatore che per intascare la somma di rubli ingaggiava fanciulle che si fingessero Anastasia. Disgustata da ciò, Anya se ne va. Dimitri non si arrende, "rapisce" Marie e la porta alla casa dove Anya sta facendo le valigie. Dopodiché mostra all'imperatrice il carillon, che Anastasia aveva perso durante la fuga dieci anni prima. Marie finalmente incontra Anya, rimanendo diffidente fin quando la ragazza non mostra la collana "Inseme a Parigi", che aveva sempre avuto, e canta con la nonna la canzone della ninnananna. Nonna e nipote, dopo le varie avversità, si ricongiungono abbracciandosi. Dopo questi avvenimenti, Anastasia vive a corte dove reincontra Dimitri che, prima di tornare in Russia, doveva riscuotere la ricompensa; ma egli non la vuole, perché oramai si è innamorato della giovane e così parte.

Ancora una volta Rasputin durante una festa cerca di uccidere Anastasia attirandola prima in un labirinto e poi su di un ponte che fa crollare. Ma Dimitri, tornato indietro, accorre a salvarla e inizia una lotta con Rasputin. Alla fine, Anastasia riesce a spezzare il reliquiario di Rasputin, che era ciò che gli permetteva di restare in vita, uccidendolo defintivamente. La storia termina con Maria che legge una lettera di Anastasia, partita assieme a Dimitri per un viaggio, capendo che i due giovani sono innamorati: su un bateau-mouche , Anastasia e Dimitri si dichiarano infine il loro amore.