프랑스 왕의 친위부대 삼총사는 세계 최초 비행선을 설계한 다빈치의 설계도 암호를 갖고 베니스 총독 저택의 비밀 방에 모인다. 하지만 삼총사의 맏형 아토스의 연인 밀라디(밀라 요보비치)가 암호를 빼내, 악명 높은 버킹엄 공작(올랜도 블룸)에게 넘겨주며 삼총사는 임무를 실패하고 다빈치의 설계도는 버킹엄 공작 손에 들어간다. 일년 후, 프랑스의 실질적인 권력을 휘두르는 추기경(크리스토프 왈츠)은 꼭두각시 왕을 제거하고 왕권을 차지하기 위해, 대규모 군사력을 자랑하는 버킹엄 공작과 미모의 스파이 밀라디를 동원해 거대한 음모를 계획한다. 한편 왕의 친위부대가 되기 위해 성으로 향하던 달타냥(로건 레먼)은 우연히 만난 삼총사와 합류하게 되고, 추기경의 음모를 알아챈 왕비로부터 음모를 제지하라는 임무를 받게 된다. 지시에 따라 떠난 영국에서 그들은 거대한 음모의 실체와 마주하게 되고, 프랑스 왕실의 운명을 건 절체절명의 대결을 벌이게 되는데…