Dastan, un niño de la calle en Persia, es adoptado por el rey Sharaman tras demostrar su valor. Quince años más tarde, el hermano del rey, Nizam, comunica a los príncipes -Dastan, junto con los hijos biológicos del rey, Tus y Garsiv- que la ciudad santa de Alamut está forjando armas para los enemigos de Persia. Tus ordena al ejército persa que capture Alamut. Dastan y sus amigos irrumpen en la ciudad y abren una puerta para el asedio. Durante el ataque, Dastan derrota a un guardia real y le quita una daga sagrada.

Alamut cae en manos de los persas, pero la princesa Tamina niega que la ciudad tenga forjas de armas. Tus le pide que se case con él para unir las dos naciones, y ella sólo acepta después de ver la daga en posesión de Dastan. En el banquete de celebración, Tus hace que Dastan regale a su padre una túnica bordada. Sin embargo, la túnica está envenenada, quemando fatalmente a Sharaman. Garsiv acusa a Dastan del asesinato del rey, pero Dastan escapa con Tamina. Tus es nombrado rey y se fija una recompensa por la cabeza de Dastan.

Mientras se esconde, Tamina intenta matar a Dastan y robar la daga, y en la lucha Dastan descubre que la daga permite a su portador viajar en el tiempo. Dastan concluye que Tus invadió Alamut por la daga, y decide enfrentarse a su hermano en el funeral del rey en Avrat. En el camino, los dos son capturados por bandidos mercantes liderados por el jeque Amar que busca el dinero de la recompensa, pero logran escapar. Tras llegar a Avrat, Dastan intenta convencer a Nizam de su inocencia. Al ver las quemaduras en las manos de Nizam, Dastan se da cuenta de que Nizam orquestó el asesinato del rey. Además, Nizam ha preparado una emboscada para Dastan en las calles persas, pero tras un conflicto con Garsiv, Dastan escapa. Nizam envía a un grupo de guerreros encubiertos, los Hassansin, para matar a Dastan y encontrar la daga.

Durante una tormenta de arena, Tamina le cuenta a Dastan que, hace mucho tiempo, los dioses desataron una gran tormenta de arena para destruir a la humanidad, pero se sintieron conmovidos por la oferta de una joven de sacrificarse en lugar de la humanidad y atraparon las Arenas del Tiempo en un gran reloj de arena. Tamina es la última guardiana de la daga, entregada a la joven por los dioses, que puede atravesar el reloj de arena y destruir potencialmente el mundo, pero que también permite al portador de la daga viajar más atrás en el tiempo que el minuto de arena que contiene la daga. Dastan se da cuenta de que Nizam pretende viajar a su infancia, impedir que salve a Sharaman del ataque de un león y crecer para convertirse en Rey de Persia en lugar de Sharaman. Amar vuelve a capturar a los dos, pero Dastan salva a los hombres de Amar de un ataque de Hassansin utilizando la daga. Esto convence a Amar de escoltarlos a un santuario cerca del Hindu Kush, donde Tamina sellará la daga dentro de la piedra de la que salió por primera vez. En el santuario, son encontrados por Garsiv, a quien Dastan convence de su inocencia, pero los Hassansin les tienden una emboscada, matando a Garsiv y robando la daga.

El grupo de Dastan viaja de vuelta a Alamut para recuperar la daga de Nizam y advertir a Tus de Nizam. Seso, la mano derecha de Amar, muere recuperando la daga para Dastan, que demuestra los poderes de la daga a Tus para convencerle de la verdad. Después, Nizam los interrumpe, mata a Tus y recupera la daga. Tamina salva a Dastan de ser asesinado y ambos se dirigen a los túneles secretos bajo la ciudad que conducen al reloj de arena. Cuando llegan a Nizam, éste apuñala el reloj de arena y los arroja a ambos por un acantilado. Tamina se sacrifica, soltando la mano de Dastan y cayendo al vacío para permitirle luchar contra Nizam.

Nizam clava la daga en la columna esotérica de reloj de arena bajo el templo. Dastan se aferra a la empuñadura de la daga junto con Nizam; cuando la arena se desprende del reloj de arena, el tiempo retrocede hasta el momento en que Dastan encontró la daga. Encuentra a Tus y a Garsiv y desenmascara la traición de Nizam. Nizam intenta matar a Dastan, pero éste lo derrota fácilmente y le perdona la vida. Nizam se levanta e intenta atacar de nuevo, pero es sometido y asesinado por Tus. Tus se disculpa con Tamina por el asedio y le propone reforzar el vínculo de las dos naciones mediante la alianza matrimonial de la princesa con Dastan. Dastan devuelve la daga a Tamina como regalo de compromiso y le dice que espera su futuro juntos.