名为葛朵的老妇目睹纯净的阳光滴下坠落地面，生出一朵神奇的金色小花，为它歌唱就能保持自己年轻不老，所以她独占了金色小花几个世纪。几世纪后，邻近王国的王后怀孕了，但她病了，病得很严重。国王下令寻找传说中的金色小花，守卫找到后，烹煮花治愈了皇后，顺利生下一名金发女婴长发公主（Rapunzel）。葛朵得知长发公主的金色头发拥有了花的治疗能力，但剪下后魔力消失会变成棕发，所以她带走女婴，闭关在密林深处的高塔与世隔绝，像母亲一样抚养他。每年长发公主的生日，王国发送成千上万的天灯在天空，期望有朝一日能引导失踪的公主回国。十八年后，长发公主与她的变色龙宠物帕斯卡（Pascal）住在高塔。长发公主要求葛朵让她去看在每年生日远方漂浮的星光，但葛朵始终拒绝了她的请求，说世界充满贪图她魔力的坏人。同时，梦想拥有一座城堡的窃贼弗林·莱德（Flynn Rider），偷取王国城堡里的王冠后逃向树林中。费林背叛他的同伙，脱逃守卫追捕。偶然发现高塔，作为一个藏身之处。在追赶过程中，守卫长的白马坐骑马克西姆斯（Maximus），仍持续地搜索费林的下落。弗林一进入高塔，就被长发公主用平底锅打晕，然后把他藏匿在衣柜里并将王冠藏了起来。长发公主认为自己有能力对付坏蛋，向母亲证明他可外出，依然被否决了。她失落地告诉葛朵想要一个特殊颜料作生日礼物。葛朵同意了，且必须离开高塔多日去寻找颜料。葛朵离开后，长发公主趁机放出费林，并交换条件，如果弗林带她去看那些天灯，回来就把皇冠还给费林，弗林同意了，和她一起离开了高塔，虽然长发公主很高兴获得自由，但与母亲失约的罪恶感使她内心产生矛盾冲突。正当皇家守卫继续搜索，葛朵见况不妙提早回到高塔，发现长发公主不在了，并找到了长发公主藏起来的王冠。途中，两人进入小鸭子酒馆，里头全部都窝藏葛朵曾警告长发公主的恶棍们，只不过他们并非想像中的坏，恶棍们都有各自的梦想，就和长发公主一样。但追兵、坏蛋兄弟和葛朵全都追到此地，小酒馆恶棍们帮助两人摆脱守卫，他们最终在一个人造大坝追逐战，在打斗时无意中导致水坝溃堤。洪水将两人困在一个黑暗山洞，并尝试逃出去，在无能为力时，两人袒露心迹，弗林说出他的真名是尤金·费兹赫伯特（Eurene·Fitzherbert)）最后借着长发公主那一头会发光的头发找到了出路。长发公主对弗林渐渐产生了好感。葛朵趁费林离开，捉走长发公主并告诉她费林只想要皇冠，感情是骗人的，并让长发公主将王冠交给弗林。隔日，白马马克西姆斯再次逮到弗林，但长发公主缓颊和白马结为好友，并一起抵达王国里游玩。晚上万众天灯漂浮天际，长发公主给弗林皇冠，但弗林意识到长发公主才是他真心想要的。弗林看到同伙坏蛋兄弟，给他们皇冠，但两人早已与葛朵同伙。他们设下陷阱，让长发公主误以为弗林背叛她，带走皇冠逃之夭夭。葛朵趁时带着伤心欲绝地长发公主回到高塔。而弗林则被逮捕，并对他的罪形处以绞刑。回到高塔，长发公主察觉种种迹象，意识到她正是王国里那失踪已久的公主，向葛朵表示她全都想起来了，但葛朵知情要一辈子的关着长发公主。同时，白马找来酒馆的恶棍们，展现各自的能力援救费林，并带他到高塔救出公主。费林进入