Mia et Peter Thermopolis, deux lycéens timides, vivent avec leur mère célibataire, Helen, dans une caserne de pompiers rénovée à San Francisco. Peu populaire parmi ses pairs, Mia souffre de la peur de parler en public tout en ayant le béguin pour Josh Bryant, et est souvent taquinée par sa petite amie populaire Lana Thomas. Les seuls amis de Mia et Peter sont la paria Lilly Moscovitz, le frère aîné de Harry et Lilly, Michael, qui nourrit secrètement des sentiments pour elle. Mia et Peter apprennent de leur grand-mère paternelle, Clarisse, qu'ils sont les seuls héritiers du royaume européen de Génovia, ayant hérité du trône de leur père Philippe, récemment décédé. Clarisse est déterminée à faire de Mia une princesse raffinée et de Pierre un prince raffiné afin qu'ils puissent un jour diriger le royaume que Clarisse préside actuellement. Accablée par cette découverte, Mia refuse dans un premier temps jusqu'à ce qu'Hélène les convainque d'assister aux "leçons de princesse et de prince" de leur grand-mère, à condition qu'ils n'aient pas à prendre leur décision finale avant le bal de la fête de l'indépendance génovienne dans trois semaines.
Mia reçoit un relooking glamour et une limousine conduite par Joe, le chef de la sécurité et confident de la reine, qui devient une figure paternelle pour elle et Peter. La transformation de Mia amène ses camarades de classe à la traiter différemment, tandis que son emploi du temps de plus en plus chargé met à rude épreuve sa relation avec Lilly. Pour apaiser sa meilleure amie, Mia et Peter disent la vérité à Lilly et Harry et les font jurer de garder le secret. Cependant, le public apprend rapidement que Mia est une princesse et que Peter est un prince après que le secret ait été vendu à la presse par Paolo, le coiffeur responsable du relooking de Mia, et que les paparazzi commencent à les poursuivre sans relâche. Bien que Mia et Peter se mettent dans l'embarras lors de leur premier dîner d'État, la reine admet qu'elle a trouvé leur maladresse attachante et suggère qu'ils passent du temps de qualité ensemble. Tout en s'attachant, Clarisse explique que bien que les parents de Mia et Peter s'aiment, ils ont divorcé à l'amiable afin de poursuivre leurs propres passions, Philippe restant en Génovia pour finalement devenir roi, et Hélène retournant en Amérique avec Mia et Peter pour leur offrir une enfance "normale".
Alors que la popularité de Mia grandit, Josh l'invite avec Peter à participer à une fête sur la plage avec lui. Mia et Peter acceptent, ce qui les pousse à négliger Lilly et Harry et à renoncer à ses projets avec Michael. Josh embrasse Mia devant les paparazzi pour renforcer sa propre renommée, tandis que Lana aide les paparazzi à photographier Mia ne portant qu'une serviette et Peter portant un short de surf ; les deux photographies sont publiées dans le journal le lendemain. Trouvant les photos inappropriées pour une princesse et un prince, Clarisse réprimande Mia et Peter pour leur comportement, après quoi un Mia et un Peter humiliés promettent de renoncer à leurs titres. Joe rappelle à Clarisse que Mia et Peter sont encore des adolescents et ses petits-enfants, suggérant que la reine a réagi trop durement.
Après s'être réconciliés avec Lilly et Harry, Mia et Peter tiennent enfin tête à Lana pour avoir intimidé une camarade de classe. Mia et Peter invitent Lilly, Harry et Michael au bal, mais Michael refuse, toujours le cœur brisé par le renvoi initial de Mia. Après que Clarisse se soit excusée auprès de Mia et Peter pour les avoir réprimandés, elle déclare que Mia et Peter doivent renoncer publiquement au trône lors du bal. Terrifiés par cette perspective, Mia et Peter prévoient de s'enfuir jusqu'à ce qu'ils découvrent une lettre touchante de leur défunt père et se résignent. La voiture de Mia tombe en panne alors qu'elle se rend au bal, la laissant bloquée sous une pluie battante jusqu'à ce qu'elle et Peter soient récupérés par Joe.
Lorsqu'ils arrivent enfin, Mia et Peter, encore mouillés et désordonnés par la pluie, prononcent un discours convaincant et acceptent leur rôle de prince et de princesse de Génovia. Après avoir enfilé une robe, Peter s'est changé en smoking, Mia et Peter accompagnent Clarisse dans la salle de bal où Michael, qui a accepté les excuses de Mia, l'invite à danser avant de confesser leurs sentiments l'un pour l'autre et de partager leur premier baiser. Dans la scène finale, Mia et Peter sont montrés en train de voyager en Génovia dans un avion privé avec leur chat de compagnie Fat Louie. Mia écrit dans son journal qu'elle et Peter prévoient de s'installer en Génovia avec leur mère.
