大清的宫门行将关闭的前夕，天山大草原上仅有的两匹汗血马，在主人两年前的约定时，举行婚礼的时候，遇到了大清前兵部侍郎索望驿的夺马队伍。草原上的牧民奋力反抗，终于势单力薄而败，索望驿为了得到汗血马剜去巴老爷的双眼，套爷前去救巴老爷的时候，也落入了索的圈套。套爷发誓，他将要用一双狗眼换下索的一双人眼。就在套爷生命垂危之时被布无缝布大镖师救起，神奇地活了下来。故事回到八年后，军阀混乱，麻大帅为了想得到一匹汗血马，派副官邱雨浓前去贿赂曾在御马房服务的老太监。

小太监赵细烛给寄住马神庙的老太监送药时，发现他们都自缢了。给赵万鞋赵公公留下了遗书。此时宫中的御马房上驷院，汗血马正在经历着惨无人道的折磨，养马的公公给它带着铁面套，上着枷板。赵万鞋、赵细烛在清理自缢公公留下的遗物时发现了，军阀麻大帅留下的银元和子弹，并把这些东西带回了宫。溥仪看到子弹和银元发话汗血马谁要也不给，他要替老祖宗留着脸面。赵细烛肩扛宫中的洋乐器在天桥叫卖，被京城知马医曲宝蟠撞见询问宫中御马房还有多少御马，这一切被当年被掠汗血马的主人套爷看在眼里。夜晚，假扮镖师的套爷在圆明园与曲见面，假布无缝托曲用一双狗眼换一双人眼，以换得他手上的《宝马经》。

赵细烛兴奋地给赵公公看他在天桥卖洋乐器时在地摊上买回的当年他跟洋人学习拍照时在御马房给汗血马拍的照片底片面性，让赵公公有一种不祥的预感。假布无缝在就城有名的玉器铺打了个价值连城的玉马准备买通宫中的传旨大太监洪无常，进宫盗出汗血马。却被洪戏弄送了他四只马鞋。前兵部侍郎索望到租马局找到曲宝蟠，告诉曲，他已郑入了汗血马之争，约好三天后在马神庙，索给曲讲有关汗血马的一切。

洪无常带假布无缝来到京城名戏院九春院，见这个把当年的一切都告诉洪的索望驿，套爷暗示了洪清王朝的灭亡该是天马回归草原的时候了。军阀麻大帅一心想做皇上骑上汗血马，这天也带兵到天桥来看汗血马的木偶戏。赵公公派赵细烛到当年专门从事阉割太监的刀子李那儿送一幅画，表示皇上对他的感谢。赵细烛拿着刀子李不要的画轴到天桥换磁盘磁碗的时候，发现了演《汗血宝马》的木偶戏棚子。

赵细烛带着摔碎的一摞碗碟来到肉市找刀子李，刀子李说请他到家里喝盅酒。赵跟着刀子李来到家里。在刀子李家赵得知刀子李还在干着阉人的活，看到了将被阉割的小孩灯草。灯草的父亲在刀子李家上吊自杀了，赵勇敢地得用这个机会把灯草从刀子李的刀下救了出来。白玉楼在天桥看到赵卖的画轴，并从瓷器铺老板手里得到了这轴画，白用此画想通过当年的同伙军火商曾笑波，贿赂麻大帅得到麻的一半军火生意。索望驿和曲宝蟠如约在马神庙，索开始给曲讲述他当年夺汗血马的故事了。

套爷在宫里与洪约会，洪告诉套爷宫里出现了影子马，并且已经有公公被杀了。套爷决定要先会会这位影子马。宫中出现了失宝的情况，溥仪决定对随侍太监执行褪衣验查，赵细烛由于有难言之隐，在皇上面前羞于褪衣，被溥仪原谅。在十三排房，赵遭到赵公公的打手板，赵细烛刚要对公公说出拒绝褪衣的原因时，被赵公公撅回。赵细烛赵公公在御河边无意发现了鸟枪房的小顺子被打死扔进了御河，眼睛也被挖走了。赵无意中说出小顺子曾经走过上驷院，使赵公公意识到小顺子的死跟汗血马有关。这时，皇上溥仪收到了民国政府的文告，使溥仪突然对骑马来了情绪。一心想着骑着马在大清的皇宫里走一走。

赵细烛被赵公公派到了御马房，开始了与汗血的朝夕相处。此时的溥仪亲自前来御马房看望汗血马，并确认它却是一匹好马，并决定在宫中检阅这匹汗血马。不料，汗血马不卖溥仪的账，检阅时拢乱了阅马场，冲出围场。不得以，溥仪派人从天桥请来了木偶戏班，在紫禁城为他演出一场《汗血宝马》的木偶戏。溥仪决定给历代皇上拍宝像，于是洪公公找到了曾跟洋人学过三天照相的赵细烛来为先帝拍宝像。赵因为洪让他跪拍，而把宝像都拍歪了，害怕，来到了天桥。正赶上天桥上演魔术大戏，大卸八块，赵想到了用此戏法了结一生。

套爷找到在采石场雕凿石马的索望驿，索在套爷面前表达了八年前的夺以行为的忏悔之意。此时的宫中连连发生怪事，鸟枪房的大顺子也吃枪药了，死前还在墙上画了一匹血马。跳跳爷也在采石场找到索望驿，把他带到木偶戏棚，鬼手告诉索他们想用索的想名唱戏，暗示了索的死期将至。索说他该成全他们了。索自己到租马局找到曲，用曲的烟锅把自己的眼珠子给取了下来。白玉楼与曾在九春院会面，曾想用劣质军火嫁祸于白，在白危难之时，被人救下。

套爷听了索的忏悔，同时索提醒套爷此次盗马的危险，使套爷想到了还需要找人，在他办不成这件事的时候，替他办完。镜头来到了京城千里之外的西北某个叫马牙镇的小镇子。套爷的师傅布无缝，正在这里焦急地等候套爷的电报。风筝姐妹俩也按与爷爷约好的日子在这里靠卖艺为生等候套爷牵马回来。布无缝在街头为套爷的生命占卜，结果却是套爷命赴共同泉。这一切被姐妹二人听到，而泣不成声。这时的京城，套爷在带着汗血马金子准备离开皇宫的时候，发现自己已经掉进了洪的圈套。为了保护汗血马不受伤害，套爷揭开了自己的真实身份，并且自己走进了洪公公为他准备的地狱之门。

正当曲宝蟠准备牵着汗血马离开御马房时，在御马房的服侍太监赵细烛堵住了曲牵马的出口。影子马的出现也为洪公公送上了黄泉路。远在西北的马牙镇，布无缝接到了京城寻马套爷的电报，确定已死。布找到风筝姐妹，把这一消息告诉了她们，并向她们讲述了套爷是如何假借他的名声出山去京城找马的。这里，布被当年一起走镖的镖主莫瘦剑找到，因当年的误会使布中了莫的涂毒之剑。再说加套爷曾经提到过的西北第一盗马贼金袋子。在镇街上的小酒铺的老板娘那里金袋子得知旧时相好还在开着客栈等着他，他于是在一个以他名字命名的客栈与昔日想好冯桂花开始了重叙旧情。

布无缝临终前告诉姐妹俩要把带她们找马的事情交给西北第一盗马贼金袋子。并告诉姐俩，金已遇到危险，他会帮助金摆脱困境，她们只要跟着魏老板拾到三个弹壳，金就会答应她们的请求。金袋子的相好冯桂花千方百计从金嘴晨套出他这次来马牙镇是为价值连城的金佛肚，而要改行当金矿矿主。冯桂花指示银圈把风筝姐俩杀死，被布给救下，为了九十九副金佛肚，晚上，金被冯灌醉后，冯诱骗金帮她盗一匹鬼马，金欣然答应了，可他万万没想到，他盗来的这匹鬼马带着他落到了冯的又一想好郎爷的圈套。

金袋子落入冯的圈套后，被布先生和魏老板救下，金回到马袋子客栈找冯桂花算账，误喝了冯的毒酒，金与冯二人进行殊死搏头时，金被救，姐妹俩拾到了第二颗弹壳。然而金却被马牙镇的警察作为盗马贼被游街后送上绞刑架，姐妹俩配合布先生和魏老板再次将金救下。金和姐妹在安葬布无缝和魏老板时，金得知布的委托，在莫等八口剑的威逼下，金答应姐妹俩，带她们到京城寻找汗血马。这个时候的皇宫，溥仪接到了被逐出的文告。太监宫女也被遣返。赵细烛从遣返的太监队伍中跑回御马房寻找汗血马，却遇见了索望驿。

望驿用开枪自杀的方式将汗血马送出宫，送回天山草原的大事交给了赵细烛。赵细烛在赵公公和影子马白袍人的帮助下，顺利地将汗血马带出了宫。赵给汗血马起了个名字，叫宝儿。出宫后，赵带着宝儿在京城的一家客栈住下了。客栈店主看到宝儿后，表现出了对赵的特别关心和对宝儿的兴趣。赵在天桥将辫子剪了，换下了太监衣服，还遇见他在刀子李哪儿曾经救过的小叫花子灯草。赵和灯草在街上闲逛听到有人议论汗血马是没有善终的，于是赵撇下灯草跑到马神庙求菩萨保佑宝儿能平安回到大草原。

客栈主将赵细烛的宝儿偷走，连夜牵到京郊的马市卖给了鲍爷。赵在宝儿丢了以后，在街上漫无目的地寻找马时，得知找马要到马市。第二天赵来到马市寻找宝儿时，无意中参与到了曲宝蟠与鲍爷关于好马的争论之中，被推举为曲鲍之间赌马的中间人，这时赵还被曲王爷认出，他就是当年阻拦曲王爷将汗血马带出宫的小太监，于是挥手打了他。白玉楼晚上到租马局找曲索要索大人欠她的钱，被曲击中，而在关键时刻邱雨浓出现了，邱救下了白。白找到邱问他为何救她时，邱拿出麻大帅部队需要订购的军火清单。这一切被白猜中。赵细烛向灯草讲述了索大人对他的死托，赵发誓一定要将宝儿送回天山大草原。赵和灯草一起在小摊吃饭时，打听到买走宝儿的鲍爷住在哪里，于是他跑到鲍家庄发现了前来感谢鲍爷送麻好马的邱雨浓。

赵细烛扒着邱的汽车来到了麻大帅的军营，却发现鲍爷送来的那匹上好的乌孙马正是宝儿。麻大帅也是一位识马的好手，他对宝儿也拿不准，到底是什么品种的马，于是在邱的鼓动下决定试一试。不料，麻在操场上遛马却让宝儿跑出了汗血。这突如其来的惊喜，让麻预示到“吉兆”，就在麻为得汗血马而狂喜之时，宝儿被从天而降的白袍人在众士兵的包围中骑跑。金袋子带着风筝姐妹来到了京城边界上，金意识到进了京城可能会遇到危险，给姐俩每人一把枪，让她们学会自己照顾自己。风筝无意扣动了扳机，这一声枪响恰恰使被围堵的白袍人（鬼手）和宝儿寻找到了机会，及时地摆脱了曲的追踪。麻大帅自从经历了得马失马的大喜大悲之后，到天桥把专演《汗血宝马》的木偶戏班请到了军营，让鬼手和跳跳爷每天为他和他的军马演上一出。金带着姐妹俩进京城后，风车告诉金紫禁城要

风筝姐妹俩来到圆明园，发现在这里等候她们的金袋子，金还告诉两人有人给他们送回了她们爷爷当年的那匹马魏老板。风筝想起了在餐馆的桌上发现的马神牌位。金意识到他们要到马神庙去，那里一定会有人帮助他们。赵细烛在马神庙发现写有曲宝蟠名字的纸条后，来到租马局找赵万鞋赵公公，被曲告知他已经将赵放了。赵细烛无奈地离开，又回到了他与赵公公约好的马神庙，继续等赵公公。却发现这里有了变化。巧妹子听到了动静后，把金叫醒。三人发现了赵，正当他们向赵询问时，白袍人将宝儿送到了他们面前，使四人都陷入到惊喜之中。

曲宝蟠来到麻的军营，发现麻大帅自从上次得了汗血马后来被人劫了以后，真正的成了马痴。麻带着曲在他军营里参观，闲谈，得知曲的心愿就是这一生能够陪马一同在战场上玩玩。于是麻抓住曲的心理，用一个副帅爷的职位，诱导曲为他寻找汗血马的下落。风筝姐姐和金袋子得到汗血马后，就准备马不停蹄地带着汗血马往家赶，赵细烛因为受索大人的死托，不放心就这样把宝儿交给从天山来的人，于是一路跟着金袋子一行。赵的行为感动了风车，赵细烛向他们讲述了为宝儿付出生命的人和帮助过宝马的人的故事。白玉楼发现邱雨浓找她做军火买卖并不单纯是为军火，而是邱早知白正在寻找汗血马。邱对白开始了攻心战。

跳跳爷在麻军营杀了三位碰过鬼手的军官。被麻处以极刑，要给鬼手刑五马分尸，逼破跳跳爷跟他签下寻找汗血马的契约。邱找到鬼手，想在鬼手这里得到点什么，却被鬼手从邱的嘴里得到麻为夺马设下的三步棋中的绝杀之棋是九春院的豆壳。赵终于在马神庙等到了赵公公，他向赵公公发誓，他一定要赶上天山的朋友，跟他们一起送宝儿回家。

天气越来越冷，赵公公将赵细烛送到了关口，并揭穿了他不是太监的谜底，并鼓励他，要勇敢地面对今后的生活，遇到喜欢的姑娘要向她表白，自己不是一个太监。豆壳接到麻大帅的指令后，准备离开京城，奔赶夺马的行程。他在京城的锁铺买了一把大死锁，在离开九春院的时候，把九春院的大门锁死，一把火将九春院点燃了。带着一直在九春院门口的观察他的弟弟灯草离开了京城。

为了不让豆壳在夺汗血马的行程有所顾忌，邱一枪打死了灯草。替麻大帅给豆壳吃了一颗定心丸。军营中麻向跳爷和鬼手讲了他为什么要得到汗血马，并为他们送上了找马夺马的行程。金袋子和风筝姐妹带着宝儿走出了京城，风筝为宝儿带上爷爷为它准备的风铃。三人四匹马开始了一路征程。另一路人马白玉楼、邱雨浓、曲宝蟠也三人成伙地走上了夺马的长途上。

风筝向金表达了对他的爱慕，但是却被金拒绝了。风车帮助姐姐向金打报不平。并教了姐姐什么是感情。鬼手和跳爷二人来到了一个小村子，在这里歇脚，鬼手看到了路过的赵细烛，于是甩下跳爷追赵去了。鬼手发现了赵并不是一个太监，并鼓励他勇敢地面对现实。几路人，都在不同的时间来到了无灯谷。无灯谷的山口，鬼手意识到山谷中有夺马者，于是她又丢下赵去拦截曲三人。

金袋子与曲宝蟠为夺汗血马，打了一阵枪战。曲发现金的身边没有汗血马的影子。枪战后，金发现他的老黄马的眼睛被曲的子弹误伤了，变成了瞎马。此时，宝儿在山谷里好像听到了赵细烛的声音，他挣脱了风筝牵它的缰绳，向山谷里跑去。姐妹俩决定分头去找宝儿。夜晚，宝儿突然出现在赵和鬼手面前，使赵发现那个神秘的白袍人就是鬼手。宝儿与他们相见后，又向山谷中跑去，这时，鬼手和赵同时意识到可能有人遇到了危险。

赵细烛和鬼手救下了风车以后，三人牵着宝儿继续向前走着。鬼手在风车的报纸上看到豆壳的抓捕令。于是鬼手离开了赵和风车。邱雨浓找到金，告诉金有一个叫风筝的姑娘要没命了。要带着金到一个庙里去救风筝。金在庙里通过向白的述说，也表达了对风筝的情感。在一个乡镇的关卡，豆壳顺利地通过了检查。在一赈灾的粥棚为灾民们义唱《汗血宝马》，用两块银元买一口人奶，而遭毒打。这一切被一直在跟踪他的鬼手所感动。

跳爷在赈灾粥棚找到了鬼手，三人开始同行了。鬼手因为要去找赵细烛和风车他们，不得以将豆壳交给了跳爷看管。不能让他离开跳爷。鬼手在武马镇的必经小路上等候赵二人和汗血马。三人准备一起进武马镇准备一些必备的食品和子弹。不料他们又一次遇到了曲宝蟠。跳爷和豆壳的马车被陷，豆壳发现了始终跟着他们的黑衣人。

让曲没有想到的是他这一路的夺马障碍竟然是小太监。赵细烛巧妙地躲过曲宝蟠的这次明抢。风车带着赵细烛到魏记铁铺取子弹，发现二位老人已被曲派来的人杀害。老人的马在他们取走子弹后，拉响了拴在它身上的导火索。这一幕让风车和赵细烛的心灵受到了深深的震撼。第二天白天，在赵三人藏马的老宅中，他们看到了一位守衣棺的老人，老人画的马，使宝儿受惊了。鬼手暗感到谁的眼睛瞎了。

风筝带着巧妹子的尸身来到金身边，正当金为失去巧妹子痛哭时，回到金身边的老黄马为了不拖累金爷，跳崖自尽了。此景被在这里休息的白玉楼和邱雨浓所看到。白玉楼被瞎马跳崖的举动所感动，邱乘虚战有了白的心，使白不加掩饰地对邱讲述了为什么会加入到夺马者的行列和对爱情的渴望。跳爷和豆壳已经走到了与鬼手事先约好的黑山谷等候的山口，在豆挤兑他的言谈中得知，豆是为宝马而来，意识到豆是个危险人物。

赵、鬼手一行在黑山谷刚刚和跳爷、豆壳相遇就遇到了夺马的曲宝蟠，曲带着五位打手与鬼手等交手，被鬼手和赶来金爷打死。鬼手带着豆壳离开了大家，在一片沙漠中，鬼手苦劝豆壳还是放弃夺马的念头，回京城继续唱戏。金爷无电间听到了跳爷提到麻帅，跳爷跟大家解释了他跟麻签契约找汗血马的原由。此时赵突然意识到鬼手可能遇到危险。于是赵三人骑马追赶鬼手去了。

赵一行人带着汗血马走到了五马滩，金告诉大家这里也是一个死亡陷阱。这里，豆壳押着曲出现在赵等人面前，他自己揭开了他是麻派的一个夺马人。豆向大家讲述他为什么要替麻来夺马。正在关键时刻，鬼手再一次出现在大家面前，豆壳看到鬼手，感觉夺马的希望没有了，借着鬼手手中的枪，饮弹自尽了。经过一连串的磨难后，大家在湖边休整时，风车勇敢地向赵细烛表达了爱情，赵细烛也用自己的方式向大家表白了他不是一个太监，是一个真正的男人。

曲离开赵一行人来到麻的行辕，找麻算账。发现邱已经回到麻的部队。麻向曲表示他已经得到了汗血马，让曲看着他是如何骑上汗血马的。赵一行终于到了天马栏子，在这里发现天马栏子还有五十年前的囚犯，赵想起他捡到的圣旨，并向他们宣读了圣旨，解放了他们。此时麻的部队正在抓紧包围天马栏子，赵一行准备离开天马栏子时，遭遇了麻的部队包围，风车被麻大帅打死。

麻在得以汗血马之后，在操场上准备阅马。这时，邱身穿龙袍出现在他的面前，邱要篡位，邱挥刀一下将麻砍死。赵等人被鬼手救下，商量还是要鬼手像当年那样救下汗血马。白玉楼在赵等救下汗血马突围时为托住邱向赵等进攻，引爆了她自手卖给麻的军火库，与邱同归于尽。为汗血马的回归铺平道路。赵等带着汗血马回归的途中，经过义马场时，他们将所有为汗血马的回归付出生命的朋友和马儿安葬了。大家得知了鬼手的父亲就是巴老爷。曲也留了下来做了一个守墓人。赵四人终于带宝儿回到了天山。赵为了履行自己对赵万鞋的诺言，反回了京城。两年后，赵回到了天山，并与鬼手成亲，和金袋子、风筝幸福的生活在草原。