Rapunzel (voz de Mandy Moore) se da cuenta de que es la princesa desaparecida y se niega a dejar que la Madre Gothel (Donna Murphy) use su pelo para su propio beneficio por más tiempo.

Mientras tanto, el caballo Maximus ayuda a sacar a Flynn Rider (Zachary Levi) de la cárcel y lo lleva a la torre de Rapunzel.

Después de subir a la torre, Flynn trepa por la ventana sólo para ver que Rapunzel está atado y amordazado. Mientras está distraído, Madre Gothel se escabulle detrás de Flynn y lo apuñala para que su secreto (secuestrar a Rapunzel) muera con él. Rapunzel le dice a Madre Gothel que nunca dejará de luchar y de intentar alejarse de ella. Sin embargo, le promete a Madre Gothel que nunca intentará irse si se le permite curar a Flynn (al principio de la película, Rapunzel le dice a Flynn que una vez que hace una promesa nunca la rompe).

Madre Gothel está de acuerdo y desata a Rapunzel. Justo cuando está a punto de cantar (cantar "activa" la magia en su pelo) Flynn, que no quiere que viva como esclava de Madre Gothel, le corta el pelo a Rapunzel, destruyendo así la magia. Madre Gothel, que ya no tiene el pelo de Rapunzel para mantener su juventud, comienza a envejecer rápidamente; tropieza y cae por la ventana hasta su muerte.

Rapunzel intenta desesperadamente salvar la vida de Flynn; pero, sabiendo que su amor está libre de Madre Gothel, Flynn sucumbe a sus heridas y muere en los brazos de Rapunzel. Mientras lo sostiene, canta la canción que una vez inició la magia en su cabello y comienza a llorar. Puede que su pelo ya no sea mágico, pero sus lágrimas sí lo son. Cuando sus lágrimas caen sobre Flynn, él es revivido y sanado. Comparten un beso y la escena corta al rey y a la reina (los verdaderos padres de Rapunzel). Un mensajero les dice que su hija ha sido encontrada.

La familia se reúne y la película termina con Flynn explicando que él y Rapunzel se casaron y viven felices para siempre.