En 1926, trece años después de la muerte de su madre, el ilusionista Harry Houdini (Guy Pearce) ha comenzado a desacreditar a místicos, psíquicos y otros que afirman tener poderes paranormales. Ofrece 10.000 dólares a quien pueda citar las últimas palabras de su madre. La empobrecida e inculta estafadora escocesa Mary McGarvie (Catherine Zeta-Jones) y su hija, Benji (Saoirse Ronan), ponen sus ojos en la recompensa de Houdini cuando éste visita Edimburgo de gira. Mary tiene un acto psíquico de music-hall que atrae al público: Benji recoge subrepticiamente información sobre los miembros del público, que Mary utiliza para fingir el contacto con sus seres queridos fallecidos.

Mary y Benji enamoran a Houdini y comienzan a pasar tiempo con él fuera de la vista del público. Sin embargo, Benji comienza a sentirse aislada cuando su madre y el mago inician una relación. Además, tiene sueños angustiosos en los que se ve atrapada en un tanque submarino y una figura parecida a un ángel con el pelo rojo. Aunque al principio se muestra receloso y hostil, el protector representante de Houdini, el Sr. Sugarman (Timothy Spall), acaba por contarles a Mary y a Benji la verdad: Houdini, ocupado en un espectáculo, no pudo visitar a su madre en su lecho de muerte, y está atormentado por la culpa.

Mary, vestida con el traje de novia de la madre de Houdini, realiza el publicitado acto rodeada de una multitud de periodistas. Cuando Mary tiene una crisis de conciencia e intenta marcharse, Benji comienza a agarrarse al suelo. Ella pronuncia las palabras del Kaddish, se dirige a Houdini como "Ehrich" (su verdadero nombre de pila) y le pregunta (en una mezcla de alemán e inglés con acento alemán) dónde está. Houdini dice: "Estoy aquí, mamá", y empieza a llorar junto a Benji. (No se especifica si el ataque de Benji es genuino o escenificado.) Cuando una nota escrita para confirmar la veracidad del experimento se muestra en blanco, Houdini revela a la prensa la "eterna vergüenza" que siente por no haber podido contactar con su madre antes de que muriera. Por lo tanto, no pudo consolarla en su momento de muerte y no conoce sus últimas palabras.

Los McGarvies reciben los 10.000 dólares. Mary se disgusta, pues siente que Houdini no la quiere como ella creía. Sin embargo, él hace una visita a la pequeña casa de campo que comparten Mary y Benji y confirma sus sentimientos por Mary. Hacen el amor y pasan la noche juntos antes de que Houdini parta para una actuación en Montreal. Tras la llegada de Houdini a Canadá, un "bromista pelirrojo" le golpea bruscamente en el estómago, rompiendo fatalmente su apéndice. Después de llamar a un médico, Sugarman revela en privado que les dijo a Mary y a Benji la verdad sobre la madre de Houdini, esperando que la sesión de espiritismo escenificada le proporcionara un cierre; Houdini responde: "Lo sé". En un cine de Escocia, Benji llora mientras ve las imágenes del noticiario sobre la muerte de Houdini, en las que éste se enfrenta a la cámara y parece despedirse. En una voz en off, Benji afirma que "Houdini cambió nuestras vidas. Y durante un breve tiempo, le enseñamos a amar".