때는 19세기 프랑스. 전국을 돌아다니며 괴물들과 악귀들을 퇴치해준다는 명목으로 돈벌이를 하는 '사기꾼 퇴마사' 형제 윌(맷 데이먼) 그림과 제이크(히스 레저) 그림. 프랑스 정부는 이들 형제의 어설픈 사기행각을 눈치채게 되고, 그림형제는 목숨을 건지기 위해 정부와 협상을 한다. 정부는 그림형제를 알 수 없는 이유로 처녀들이 연이어 사라지는 정령이 깃든 마법의 숲, '마르바덴'으로 이들을 보내버린다. 그 곳에서 살아남기 위해서 그림형제는 소녀들을 구해야만 한다. 마법의 숲 마르바덴에 도착한 두 형제. 미스터리로 가득찬 숲 속에서, 전설에 둘러싸인 '거울여왕'(모니카 벨루치)과 맞닥뜨리게 된다. 라푼젤 성에 잠들어 있는 거울 여왕과 그녀의 주변을 맴도는 정체 불명의 늑대인간. 그녀의 정체와 비밀을 파헤치면서 그림 형제는 진짜 모험을 시작하게 되는데...