พระสุริโยไท (รับบทวัยรุ่นโดย พิมลรัตน์ พิศลยบุตร) ทรงเจ้านายฝ่ายเหนือราชวงศ์พระร่วง ตั้งแต่พระชนมายุ ๑๕ พรรษา ได้ทรงอภิเษกสมรสกับพระเยาวราช จากราชวงศ์สุพรรณภูมิ คือ พระเฑียรราชา (รับบทวัยรุ่นโดย วิทยา โกมลฐิติกานต์) โอรสขององค์อุปราช พระอาทิตยา (สุเชาว์ พงษ์วิไล) กับพระสนม ซึ่งครองเมืองพิษณุโลกอยู่ในเวลานั้น

เมื่อสมเด็จพระรามาธิบดีที่ ๒ (พิศาล อัครเศรณี) สิ้นพระชนม์ในปี พ.ศ. ๒๐๗๒ (ค.ศ. ๑๕๒๙) ซึ่งเป็นปีที่ดาวหางฮัลเลย์ปรากฏ พระอาทิตยาจึงได้ขึ้นครองราชย์ ทรงพระนาม หน่อพุทธางกูร ทุกพระองค์เสด็จย้ายจากพิษณุโลกไปประทับ ณ กรุงศรีอยุยาเมืองหลวง พระเฑียรราชา (รับบทวัยหนุ่มโดย ศรัณยู วงศ์กระจ่าง) และ พระสุริโยไท (รับบทวัยสาวโดย คุณหญิง ม.ล. ปิยาภัสร์ ภิรมย์ภักดี) มีโอรสธิดาทั้งสิ้น ๕ พระองค์ คือ พระราเมศวร (เกียรติศักดิ์ ศักดานุภาพ), พระมหินทร (อภิญญ์ รัชตะหิรัญ), พระบรมดิลก (ชมพูนุท เศวตวงศ์), พระสวัสดิราช (พิมลรัตน์ พิศลยบุตร) และ พระเทพกษัตรี (จีระนันท์ กิจประสาน) ประทับอยู่ ณ วังชัย ดำรงอิสริยยศเป็นพระเยาวราช

เมื่อสมเด็จพระบรมราชาหน่อพุทธางกูร สิ้นพระชนม์ด้วยโรคไข้ทรพิษ พระไชยราชา (พงษ์พัฒน์ วชิรบรรจง) ผู้ซึ่งดำรงพระยศเป็นพระอุปราช ควรจะได้สืบสันตติวงศ์เป็นพระมหากษัตริย์ แต่หน่อพุทธางกูรทรงขอให้ รัฏฐาธิราชกุมาร (ด.ช. ลูคัส อดัม บุญธนากิจ) พระโอรสวัย ๕ พรรษา อันเกิดแต่พระอัครชายา (วรรณษา ทองวิเศษ) วัย ๑๗ พรรษา เป็นผู้ขึ้นครองราชย์แทน ระหว่างนั้น บ้านเมืองถูกบริหารโดยขุนนางผู้ทุจริต ติดสินบนเถลิงอำนาจ โดยเฉพาะ เจ้าพระยายมราช (มีศักดิ์ นาครัตน์) บิดาของพระอัครชายา

พระไชยราชาจึงให้สำเร็จโทษพระรัฏฐาธิราช ตามราชประเพณีโบราณ และได้ขึ้นครองราชย์ แผ่บุญญาธิการ เป็นที่ประจักษ์โดยทั่วไป ทรงออกรบปราบหัวเมืองอยู่เนืองๆ และได้แต่งตั้งพระเฑียรราชาขึ้นเป็นอุปราช ว่าราชการแทนพระองค์ อยู่ที่กรุงอโยธยา ส่วนพระมเหสีของพระไชยราชา คือ ท้าวศรีสุดาจันทร์ (ใหม่ เจริญปุระ) ได้ลักลอบมีความสัมพันธ์กับ ขุนชินราช (จอนนี่ แอนโฟเน่) ผู้ดูแลหอพระ เชื้อราชวงศ์อู่ทองด้วยกัน และได้สมคบคิดกัน ลอบวางยาพิษปลงพระชนม์พระไชยราชา พระยอดฟ้า (ด.ช. ปรมัติ ธรรมมล) พระโอรสของพระไชยราชา ที่ประสูติจาก ท้าวศรีจุฬาลักษณ์ (สินจัย เปล่งพานิช) ได้ขึ้นครองราชย์แทน ในขณะที่มีพระชนม์เพียง ๑๐ พรรษา แต่ต่อมาไม่นาน ก็ถูกท้าวศรีสุดาจันทร์ปลงพระชนม์อีกองค์หนึ่ง แล้วสถาปนาขุนชินราชขึ้นเป็นกษัตริย์ ทรงพระนามว่า ขุนวรวงศา

นับตั้งแต่สิ้นรัชกาลพระไชยราชา พระเฑียรราชาก็ได้ทรงผนวชเพื่อเลี่ยงภัย ส่วนพระสุริโยไทครองพระองค์เงียบๆ ในวัง โดยมีผู้จงรักภักดี คือ ขุนพิเรนทรเทพ (ฉัตรชัย เปล่งพานิช) ขุนอินทรเทพ (อำพล ลำพูน) หมื่นราชเสน่หานอกราชการ (สรพงษ์ ชาตรี) หลวงศรียศ (ศุภกร กิจสุวรรณ) เฝ้าคุ้มกันภัยให้ ได้ร่วมกันปลงพระชนม์ขุนวรวงศา และท้าวศรีสุดาจันทร์ เสียบหัวประจานไว้ที่วัดแร้ง แล้วอัญเชิญพระเฑียรราชา ให้ลาสิกขาบทขึ้นครองราชย์แทน ทรงพระนามว่า พระมหาจักรพรรดิ (พ.ศ. ๒๐๙๑ - ๒๑๑๑ / ค.ศ. ๑๕๔๘ - ๑๕๖๘)

ระหว่างนั้นทางพม่า ประเทศเพื่อนบ้านได้รวบรวมกำลังเป็นปึกแผ่น แผ่ขยายอำนาจรุกรานไทยภายใต้พระมหากษัตริย์ ทรงพระนามว่า ตะเบงชเวตี้ (ศุภกิจ ตังทัตสวัสดิ์) และได้เดินทัพมายังอยุธยาเมื่อ พ.ศ. ๒๐๙๑ เกิดเป็นสงครามยุทธหัตถี ที่ทุ่งมะขามหย่อง ซึ่งเป็นเหตุให้ พระสุริโยไทสิ้นพระชนม์บนคอช้าง

เรื่องจบลงด้วยสงครามยุทธหัตถี อันเป็นเรื่องราวความเด็ดเดี่ยวกล้าหาญและความตายของวีรกษัตรีย์ "สุริโยไท" ที่พลีชีพเพื่อรักษาแผ่นดินไทย

ภาพยนตร์อิงประวัติศาสตร์ "สุริโยไท" ดำเนินเรื่องผ่านคำบอกเล่าของ โดมิงโก ดือ ซีซัส (Domingos De Seixas) ทหารรับจ้างของชาวโปรตุเกส ผู้ซึ่งเข้ามาอยู่ในราชอาณาจักรอโยธยาช่วงพุทธศักราช ๒๐๖๗ ถึง ๒๐๙๒ โดยเน้นถึงเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในชีวิตของตัวละครเอก คือพระสุริโยไท พระมเหสีของพระมหาจักรพรรดิ กษัตริย์แห่งกรุงศรีอยุธยา

เรื่องราวเหตุการณ์ของแผ่นดิน นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในพระชนม์ชีพของพระสุริโยไท ตั้งแต่พระชนมายุ ๑๕ พรรษา นับตั้งแต่เรื่องของความรักความผูกพัน การอภิเษกสมรส การย้ายถิ่นฐานเข้าสู่ราชธานีชีวิตในราชสำนัก การดำรงรักษาสถานภาพ และเกียรติยศของพระราชวงศ์

ความเปลี่ยนแปลงอันเกิดจากการสืบทอดราชสมบัติ ผลัดแผ่นดิน สะท้อนให้เห็นถึงธรรมชาติของมนุษย์ปุถุชน ซึ่งมีทั้งความเข้มแข็ง ความอ่อนแอ ความซื่อสัตย์จงรักภักดี ความทะเยอะทะยานมักใหญ่ใฝ่สูง ความเห็นแก่ตัว การแก่งแย่งแข่งดี และการเสียสละเพื่อความอยู่รอด

หมายเหตุ
จากเดิม "สุริโยทัย" เปลี่ยนเป็น "สุริโยไท" ใช้ทั้งชื่อตัวละคร และชื่อภาพยนตร์ ทั้งนี้เพื่อความเหมาะสมของภาพยนตร์อิงประวัติศาสตร์ และเป็นคำไทยโบราณที่ใช้ในยุคสมัยนั้น

ลำดับพระมหากษัตริย์ที่เกี่ยวข้องในภาพยนตร์

สมเด็จพระรามาธิบดีที่ ๒ (พระเชษฐาธิราช)
พ.ศ. ๒๐๓๔ - พ.ศ. ๒๐๗๒ (๓๘ ปี)

สมเด็จพระบรมราชาธิราชที่ ๔ (หน่อพุทธางกูร)
พ.ศ. ๒๐๗๒ - พ.ศ. ๒๐๗๖ (๔ ปี - สิ้นพระชนม์ด้วยโรคไข้ทรพิษ)

สมเด็จพระรัษฎาธิราชกุมาร (โอรสของหน่อพุทธางกูร)
พ.ศ. ๒๐๗๖ - พ.ศ. ๒๐๗๗ (ครองราชย์ ๕ เดือน ก็ถูกปลงพระชนม์)

สมเด็จพระไชยราชาธิราช หรือ พระชัยราชาธิราช
พ.ศ. ๒๐๗๗ - พ.ศ. ๒๐๘๙ (๑๒ ปี)

สมเด็จพระยอดฟ้า หรือ พระแก้วฟ้า (โอรสพระไชยราชาธิราช)
พ.ศ. ๒๐๘๙ - พ.ศ. ๒๐๙๑ (๑ ปี ๒ เดือน - ถูกลอบปลงพระชนม์)

ขุนวรวงศาธิราช
พ.ศ. ๒๐๙๑ (๔๒ วัน - ถูกปลงพระชนม์)

สมเด็จพระมหาจักรพรรดิ (พระเจ้าช้างเผือก)
พ.ศ. ๒๐๙๑ - พ.ศ. ๒๑๑๑ (๒๐ ปี)