老军人花世荣的次女木兰自幼跟随父亲学得一身武艺。由于番邦入侵，花世荣被征入伍。木兰看到父亲体弱多病，决心女扮男装，替父从军。为了反抗外来侵略，父母也就答应了。从军后，由于木兰聪明、正直，武艺超群，得到了大家的尊敬。木兰在队伍中，结识了一位知己，名叫刘元度，两人并肩作战，屡立战功。不久，主帅战死，军心涣散，木兰竭力激发士气，又得到老百姓的支持，终于打败了敌人，并因功被提升为元帅。在并肩作战的过程中，刘元度发现木兰是个女子，却不敢说破；而木兰对刘元度也产生了爱情，一直蕴藏在心底。12年后，花木兰凯旋归来，重返故里，木兰的父母遂将木兰许配给刘元度。

欧阳予倩早年编过同名京剧，20世纪20年代侯曜也拍过同名电影。欧阳予倩在编写电影剧本时，注重历史和现实的结合，借古喻今。用古代故事反映出抗战时期的民心。