魏國(guó)與北方蠻族柔然連年交戰(zhàn)，老單于心存退意，但是其子冒頓（胡軍 飾）生性暴戾，意圖吞并中原。為御外敵，魏國(guó)征召壯丁入伍，為國(guó)效忠。考慮到父親花弧年邁病重，其女花木蘭（趙薇 飾）毅然決定女扮男裝、替父從軍。在軍中，木蘭因有昔日玩伴小虎（房祖名 飾）做掩護(hù)，尚未露出破綻。一次偶然的機(jī)會(huì)，副營(yíng)長(zhǎng)文泰（陳坤 飾）發(fā)現(xiàn)了木蘭的秘密，但見(jiàn)她為人正直功夫了得，所以替她隱瞞身份。后來(lái)，文泰與木蘭并肩作戰(zhàn)，屢破柔然大軍，立下戰(zhàn)功，均獲封將軍。不過(guò)，文泰發(fā)現(xiàn)木蘭在戰(zhàn)場(chǎng)上感情用事極為沖動(dòng)，遂借故詐死，逼其獨(dú)當(dāng)一面。此時(shí)，屢戰(zhàn)屢敗的柔然部落已萌生退意，但冒頓一意孤行，不但剿殺異己，甚至手刃其父，自立為單于，發(fā)誓要掃平中原。門獨(dú)面對(duì)的最大對(duì)手就是木蘭領(lǐng)銜的魏國(guó)守軍，一場(chǎng)驚心動(dòng)魄的生死大戰(zhàn)由此展開(kāi)……
本片有俄羅斯歌手維塔斯、韓國(guó)歌手李玖哲加盟，片尾曲分由孫燕姿與張靚穎演唱。
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