Давным-давно в волшебной стране жил король. Было у него три дочери: старшая — Катерина Мудрая, средняя — Каролина Красивая и младшая — непредсказуемая Фантагиро. Старшие сёстры учились шить, готовить и рисовать, а младшая в тайне от всех занималась фехтованием и стрельбой из лука, изучала произведения философов и мудрецов. Девушка знала, что по предсказанию именно ей суждено совершить великий подвиг. Она должна победить ужасное чудовище, охраняющее сокровище в загадочной пещере Золотой Розы. Никому из героев ещё не удалось вернуться живым оттуда, но, по легенде, монстру суждено погибнуть именно от женской руки.
Во время охоты в лесу принцессу Фантагиро встречает принц Ромуальдо — сын злого короля. Он видит красавицу-незнакомку лишь мельком, однако без памяти влюбляется в неё. Проходит время, и Ромуальдо вызывает старого короля, отца Фантагиро, на дуэль, чтобы в последней, решающей битве положить конец давней вражде между двумя королевствами. Переодевшись рыцарем и заручившись поддержкой своей наставницы Белой Колдуньи, Фантагиро принимает вызов. Несмотря на то, что девушка одета в мужской костюм, Ромуальдо узнаёт возлюбленную. Он хочет подтвердить свою догадку и всеми силами старается отменить дуэль. Фантагиро тоже влюбляется в красивого юношу, но долг для неё превыше всего. В сказочном мире всё имеет счастливый конец: Фантагиро находит свою любовь и побеждает чудовище.
Молодая королева Фантагиро ждёт возвращения своего отца-короля из кругосветного похода. Он должен успеть на свадьбу дочери и короля Ромуальдо. К этому времени её сестры — Катерина и Каролина — уже давно замужем. В качестве свадебного подарка Фантагиро клянётся никогда больше не использовать свой меч. Её обещание подтверждается магическим заклинанием доброй Белой Колдуньи. Никто из героев не знает, что злая Чёрная Королева готовит заговор против Фантагиро и её королевства. Она живёт в Чёрном Замке и смертельно ненавидит мир и любовь.
Чёрная Королева превращает коробочку игрушечных солдатиков в настоящую армию и нападает на старого короля. Свадебная церемония прерывается печальным известием: король-отец похищен. За его освобождение Чёрная Королева требует королевство Фантагиро. Начинается война. Возглавив войско, Ромуальдо отправляется на поле битвы. Фантагиро старается сдержать данное обещание, но спустя несколько дней отрезает волосы, надевает доспехи, садится на своего верного коня Чиомадоро и отправляется в Чёрное Королевство. Ей удаётся пробраться в Чёрный Замок и предстать перед его владельцем — Чёрным Королём. Ничего не подозревающую девушку преследует Чёрная Королева. Фантагиро хочет, чтобы Ромуальдо узнал её, однако этого не происходит. Околдовав юношу, Чёрная Колдунья внушает ему любовь к себе. Используя колдовство и оружие, Фантагиро бросает вызов Чёрной Колдунье и побеждает её. Вместе с Ромуальдо девушке удается сбежать, но тут выясняется, что юноша не любит её, потому что чары колдуньи лишили его памяти. Поцелуй Фантагиро напоминает ему о прошлом, но Чёрная Колдунья не успокаивается. Она делает Фантагиро неузнаваемой. Снова Ромуальдо приходится сражаться со своим заклятым врагом. Он одерживает победу, убив Чёрную Королеву. Влюблённые обретают долгожданное счастье.
Могущественный волшебник Тарабас, сын злой колдуньи Кселессии узнаёт о пророчестве, согласно которому его победит королевский ребёнок. Он посылает армию мёртвых солдат, чтобы похитить всех королевских детей. Когда солдаты нападают на замок Фантагиро, чтобы выкрасть детей её сестер, ситуация кажется почти безнадежной. Однако девушка узнаёт, что вода превращает неуязвимых солдат в камень. Ромуальдо уводит их к реке и уничтожает одного за другим. К несчастью, сам он падает в реку и превращается в статую. Фантагиро пытается оживить его. Колдунья говорит, что для спасения Ромуальдо девушка должна поцеловать Тарабаса, которого до этого никто никогда не целовал. Фантагиро отправляется на поиски злодея, по дороге знакомится с Эсмеральдой — маленькой принцессой, которой тоже угрожает Тарабас. Фантагиро берёт её под свою защиту и относится к ней, как к дочери. В то время сменивший обличье Тарабас сопровождает девушек до их замка. Красота Фантагиро очаровывает его. Вскоре Фантагиро с ужасом узнаёт, что их храбрый спутник есть не кто иной, как её злейший враг Тарабас. Девушка без колебаний просит его о поцелуе. Влюблённый Тарабас ставит ей одно условие: чтобы увидеть Ромуальдо живым и невредимым, Фантагиро должна стать женой Тарабаса. Она соглашается. Но Чёрная колдунья похищает поцелуй. Ромуальдо никогда не вернётся к жизни. Фантагиро в отчаянии, но Тарабас вступает в борьбу со своей матерью за освобождение Эсмеральды. Тарабас целует Эсмеральду и поцелуй помогает Фантагиро спасти своего возлюбленного. Тарабас говорит, что научится жить как простой смертный и возвращает Фантагиро слово выйти за него замуж (доказывая этим самым свою любовь). Фантагиро и Ромуальдо снова вместе.
Чёрное Облако блуждает по стране, убивая животных, растения и высушивая реки. За Облаком бежит принц Парсел, у которого оно похитило королевство. Облако достигает владений Фантагиро, и они также исчезают. Фантагиро присоединяется к Парселу, вместе они отправляются в погоню за Облаком.
Фантагиро, Парсел и Тарабас попадают в руки Даркена, могущественного короля, живущего в кратере вулкана. Даже под страхом смерти Фантагиро отказывается превратить Тарабаса в злодея и погибает.
Чтобы оживить юную принцессу, Тарабас принимает скипетр зла и вызывает Даркена на поединок. В ходе сражения Тарабас поражает Даркена мечом, и тут выясняется, что они — отец и сын. Однако Даркен не умирает, так как он может принять смерть только от магического Чёрного Меча. Смогут ли Фантагиро, Парсел, Тарабас и другие силы добра побороть силы тьмы?
Счастье царит в Новом Королевстве, где нет войн и оружие запрещено. Но наступает день, когда покой нарушается прибытием таинственного судна. Команда судна — это люди, состоящие из фруктов и овощей (отсылка к творчеству Джузеппе Арчимбольдо), капитан — пират-людоед Безымянный, который путешествует из королевства в королевство, охотясь на маленьких детей. Весёлая фея Астерия призывает на помощь храбрую Фантагиро. С помощью маленького Масалы и забавного контрабандиста Арьеса Фантагиро побеждает людоеда и возвращает жителям королевства свободу. Но она думает, что не может возвратиться в своё королевство, поэтому обретает новую любовь и остаётся.