En 1895, a una joven pareja de inmigrantes se les niega la entrada a Manhattan porque tienen tisis (tuberculosis). Cuando a su hijo pequeño no se le permite entrar en el país sin ellos, la familia se ve obligada a volver a su barco llamado Ciudad de la Justicia. Los padres rompen la vitrina que contiene una maqueta del barco y colocan a su bebé dentro de ella en el agua, y luego lo ven flotar hasta la costa de Nueva York. En 1916, el bebé ha crecido y se ha convertido en Peter Lake (Colin Farrell), un ladrón criado por un demonio sobrenatural que se hace pasar por el gángster Pearly Soames (Russell Crowe). Peter está marcado para la muerte cuando decide abandonar la banda de Pearly. En un enfrentamiento, es rescatado por un misterioso caballo blanco (alado en ocasiones), su ángel de la guarda.

Aunque Peter espera trasladarse a Florida y volver en verano, el caballo le anima a robar en una última mansión. La mansión es el hogar donde vive Beverly Penn (Jessica Brown Findlay), una joven que se está muriendo de tisis y cuya fiebre es tan alta que duerme a la intemperie en una tienda de campaña con el frío del invierno. Mientras su padre editor, Isaac (William Hurt), y su hermana menor, Willa, no están en casa, Beverly descubre a Peter preparándose para robar la casa. Cuando Peter le asegura que no desea seguir robando, Beverly se ofrece a prepararle una taza de té. Se cuentan sus historias y se enamoran. Pearly ordena a sus hombres que vayan a la casa de Beverly, creyendo que salvarla es el "milagro" y el destino espiritual de Peter y que puede destruir a Peter impidiéndolo. Peter rescata a Beverly de ser acuchillada por Pearly, y escapan al Lago de las Coheeries, donde Pearly, que está limitado sobrenaturalmente a los cinco distritos de la ciudad de Nueva York, no puede seguirlo. Peter conoce a la familia de Beverly en su casa de verano y se gana su respeto.

Durante un paseo, Beverly le explica a Peter que todo el mundo nace con un milagro en su interior y que al final están destinados a convertirse en estrellas cuando mueran. Pearly pide a Lucifer (Will Smith), el acceso a la casa del lago, pero su petición es denegada. En su lugar, Pearly, que se refiere a sí mismo como un Caballero entre los ángeles de Lucifer, reclama una deuda que le debe otro de los ángeles de Lucifer. En un baile, el ángel disfrazado de camarero envenena la bebida de Beverly. Cuando Peter y Beverly regresan a casa después del baile, Peter observa las sombras que ella proyecta a los lados de su tienda iluminada, se une a ella y los dos hacen el amor. El pulso de ella se acelera más que nunca debido al veneno de su corazón, y muere. Después del funeral, cuando Peter y su misterioso caballo blanco regresan a la ciudad, Pearly y sus hombres los rodean en el puente de Brooklyn. Para salvar su vida, Peter ordena a su misterioso caballo alado que se vaya volando, y Pearly le da a Peter cinco feroces cabezazos, empujándolo fuera del puente.

Peter sobrevive milagrosamente, pero vaga por la ciudad con amnesia durante un siglo, dibujando con tiza a una niña pelirroja en las aceras. En 2014, Peter, de 119 años de edad pero físicamente intacto, se topa con una joven llamada Abby y conoce a su madre, Virginia Gamely (Jennifer Connelly). Redescubre la placa de latón de la "Ciudad de la Justicia", la maqueta de barco en la que le colocaron sus padres. Peter descubre entonces el Teatro de las Coheeries, fundado por Isaac, que lo ha dedicado a Beverly. Visita la Sala de Lectura Isaac Penn, donde trabaja Virginia, y ella le ayuda a recuperar su memoria utilizando fotografías históricas archivadas en la biblioteca. Allí conoce a Willa (Eva Marie Saint), la hermana de Beverly, ya anciana, y propietaria del periódico de Virginia, que le reconoce.

Cuando Peter visita a los Gamelys para cenar, se entera de que Abby tiene cáncer. Al darse cuenta de que Abby, que lleva un pañuelo rojo (como sus dibujos) y es pelirroja, es su "milagro" y su destino espiritual, en lugar de Beverly como creía en un principio, Peter convence a Virginia de que puede salvar a Abby. Pearly se entera de que Peter sigue vivo y con Virginia, y se sorprende al enterarse por Lucifer de que Peter era el milagro de Beverly, que le hacía amarla tanto que no podía morir. Enfurecido, Pearly pide luchar contra Peter como un mortal para poder destruirlo para siempre, y Lucifer le concede su petición mientras le recuerda que si pierde entonces él mismo será destruido para siempre. Pearly y sus hombres llegan al apartamento de Virginia, haciendo que Peter y Virginia huyan a la azotea con Abby. El misterioso caballo alado los lleva volando al Lago de las Coheeries, pero Pearly, ahora mortal, puede perseguir a Peter más allá de los Cinco Barrios. Después de que el caballo despache a los hombres de Pearly estrellando el hielo para que todos se ahoguen, Peter y Pearly se enzarzan en una pelea a puñetazos. Peter va perdiendo hasta que una luz brilla desde los cielos y permite a Peter apuñalar a Pearly en el cuello con la placa del nombre del barco, "Ciudad de la Justicia". Pearly se convierte en nieve y Peter consigue salvar a Abby en la cama de la princesa después de besar su frente. Tras visitar la tumba de Beverly por última vez, Peter monta en el caballo para ser llevado a las estrellas, mientras la anciana Willa es testigo de su ascensión.