En 1796, dans l'Allemagne occupée par les Français, les frères Wilhelm et Jacob Grimm profitent de la naïveté des paysans en se faisant passer pour des chasseurs de sorciers et de monstres. Mais leur petit manège est découvert par un officier de l'armée napoléonienne, Delatombe, qui les fait prisonniers. Or, il se trouve que plusieurs fillettes de la région ont disparu dans la forêt voisine de Marbaden, les habitants croyant qu'une créature mystérieuse les a enlevées.
Persuadé qu'il s'agit là aussi d'un crime déguisé en manifestation surnaturelle, Delatombe offre aux frères Grimm de les libérer s'ils démasquent le coupable. Flanqués du spécialiste en torture Cavaldi, chargé de les surveiller, Wilhelm et Jacob entreprennent leur enquête, avec l'aide d'Angelika, une jeune villageoise impétueuse dont les deux petites soeurs font partie des enfants portées disparues.