러시아의 짜르(러시아 황제의 칭호)의 성에서 평화롭기만 하던 8세의 아나스타샤의 생활은 무엇하나 부러울 것이 없는 행복한 낙원 그대로 였다. 그러나 행복한 순간은 그리 오래지 않아 사악한 마술사 라스푸틴의 저주가 온 황실 가족에게까지 뻗치면서 점차 사라져 가고, 결국 러시아 혁명으로 시작된 폭도들의 습격으로 황실이 공격을 받음으로서 라스푸틴의 저주가 성공을 거두게 된다. 폭동의 틈바구니에서 어린 아나스타샤와 그녀의 할머니 마리는 황실의 하인인 드미트리의 도움을 받아 성을 빠져 나와 파리로 향하는 기차에 오르려 하나 군중들 틈에 섞인 아나스타샤는 그만 할머니와 헤어져 혼자 남게 된다. 아나스타샤에게 남겨진 건 할머니 마리가 남겨준 뮤직 박스 열쇠뿐이고 그열쇠에는 언젠가 파리에서 만나자는 내용이 새겨져 있었다. 러시아 제국이 사라진 후로부터 10년의 세월이 지나고, 18세가 된 아나스타샤는 과거의 기억을 잊어버린 채 아냐라는 이름을 가진 러시아 소녀로 성장한다. 아냐는 우연히 잘생긴 청년 드미트리와 부딪히게 되고, 드미트리는 아냐에게 러시아의 공주 아나스타샤가 될 수 있다고 부추기며 함께 파리로 갈 것을 권한다. 손녀인 아나스타샤를 찾으려 백방으로 수소문하는 할머니 마리에게 아냐를 진짜 아나스타샤로 믿게 한 후 상금을 얻으려는 드미트리는 귀족 출신인 블라디미르, 그의 애견 푸카와 함께 파리로 향하고 아냐는 그녀의 잃어버린 과거와 혹시 있을지도 모르는 가족들의 행방을 알기 위해 이들과 동행한다. 한편 죽은 줄 알았던 아나스타샤가 살아있음을 알게 된 라스푸틴은 아냐 일행을 쫓아 끊임없는 방해와 위험에 빠뜨리려 하고 이때 마다 아냐와 드미트리등은 용기와 지혜로서 이를 헤쳐 나간다. 블라디미르는 아냐를 진짜 공주인 것처럼 보이기 위해 예절 교육을 시키고 이 과정에서 말다툼을 벌이던 드미트리와 아냐는 서로 사랑에 빠진다. 희미하지만 아냐가 어린 시절 기억을 회상하는 동안 드미트리는 아냐가 진짜 아나스타샤임을 알게 되고 자신의 신분을 알게된 아냐는 자신을 사랑해 주는 사람들과 함께 새로운 삶을 시작하려 한다.