Il capitano Nathan Algren (Tom Cruise), ex eroe della Guerra Civile, dopo la guerra è alla deriva nella San Francisco del 1870, un'anima persa che lotta per rimanere a galla in un torpore da sbronza. Quando viene reclutato dal governo giapponese per addestrare l'esercito dell'imperatore, parte per le coste sconosciute del Giappone e inizia ad addestrare i soldati alle tattiche militari americane. Ma queste abilità sono inutili contro una banda di samurai ribelli guidati dal fiero guerriero Katsumoto (Ken Watanabe) e Algren viene facilmente sconfitto. Viene portato in un remoto villaggio samurai dove impara i codici dei guerrieri samurai e il loro modo di vivere, sviluppando un profondo legame con Katsumoto e condividendo con lui conversazioni filosofiche. Stretto tra la cultura feudale degli antichi guerrieri samurai e l'invasione della società moderna, Algren è costretto a scegliere tra la sua cultura e quella di Katsumoto.
Tom Cruise interpreta un capitano statunitense del 7° reggimento di cavalleria, i cui conflitti personali ed emotivi lo portano a contatto con guerrieri samurai sulla scia della Restaurazione Meiji nel Giappone del XIX secolo. La trama del film è ispirata alla ribellione di Satsuma del 1877 guidata da Saigō Takamori e all'occidentalizzazione del Giappone da parte delle potenze straniere, anche se nel film gli Stati Uniti sono rappresentati come la forza principale dietro la spinta all'occidentalizzazione. Il film è anche influenzato dalle storie di Jules Brunet, un sottotenente della Guardia Imperiale francese che combatté a fianco di Enomoto Takeaki nella precedente Guerra Boshin; Philip Kearny, un maggiore generale dell'Esercito degli Stati Uniti (Union Army) e soldato della Guardia Imperiale francese, noto per la sua leadership nella Guerra Civile Americana, che combatté contro la tribù dei Tututni nelle Guerre del Fiume Rogue in Oregon; e, in misura minore, da Frederick Townsend Ward, un mercenario americano che aiutò a occidentalizzare l'esercito cinese formando l'Esercito Sempre Vittorioso.
L'Ultimo Samurai ha incassato un totale di 456 milioni di dollari al botteghino ed è stato accolto positivamente alla sua uscita, ricevendo elogi per la recitazione (in particolare da Cruise e Watanabe), la scrittura, la regia, la colonna sonora, le immagini, i costumi e i messaggi, ma è stato criticato in Giappone per una rappresentazione romantica e "da libro di storia" dei samurai, che sono considerati più corrotti. Il film è stato candidato a numerosi premi, tra cui quattro Academy Awards, tre Golden Globe e due National Board of Review Awards.
Nel 1876, l'ex capitano dell'esercito americano Nathan Algren, un amaro alcolizzato traumatizzato dalle atrocità commesse durante le guerre indiane americane, viene contattato dal suo ex comandante, il colonnello Bagley, per addestrare il neonato esercito imperiale giapponese per conto di un lungimirante uomo d'affari giapponese, Omura, che intende usare l'esercito per reprimere una ribellione di samurai contro il nuovo imperatore del Giappone. Nonostante l'odio che nutre nei confronti di Bagley per il suo ruolo nelle Guerre Indiane, un Algren impoverito accetta il lavoro per i soldi e viene accompagnato in Giappone dal suo vecchio amico, il sergente Zebulon Gant. Al suo arrivo, Algren incontra Simon Graham, un traduttore britannico esperto di samurai.
Algren scopre che i soldati imperiali sono in realtà contadini arruolati che non hanno alcuna conoscenza delle armi da fuoco o della battaglia. All'inizio dell'addestramento, Algren viene informato che i samurai stanno attaccando una delle ferrovie di Omura; Omura invia l'esercito sul posto, nonostante le proteste di Algren che sostiene che non sono pronti. La battaglia è un disastro: i coscritti indisciplinati vengono sconfitti e Gant viene ucciso. Algren combatte fino all'ultimo prima di essere circondato; aspettandosi di morire, viene fatto prigioniero quando il capo dei samurai Katsumoto decide di risparmiarlo. Algren viene portato nel villaggio di Katsumoto per vivere con la sua famiglia. All'inizio viene trattato male, ma alla fine si guadagna il rispetto dei samurai e diventa amico di Katsumoto. Algren supera l'alcolismo e il senso di colpa, impara la lingua e la cultura giapponese e viene addestrato nell'arte del kenjutsu. Sviluppa simpatia per i samurai, sconvolti dal fatto che il ritmo della tecnologia moderna abbia eroso le tradizioni della loro società. Algren e Taka, sorella di Katsumoto e vedova di un samurai ucciso da Algren, sviluppano un affetto reciproco non dichiarato.
Una notte, un gruppo di ninja si infiltra nel villaggio e tenta di assassinare Katsumoto. Algren salva la vita a Katsumoto e poi aiuta a difendere il villaggio, concludendo che Omura ha assoldato i ninja. Katsumoto chiede un incontro con l'imperatore Meiji e ottiene un passaggio sicuro per Tokyo. Porta con sé Algren, con l'intenzione di liberarlo. Arrivato a Tokyo, Algren scopre che l'esercito imperiale è ora una forza combattente ben addestrata e completamente equipaggiata. Katsumoto, con sgomento, scopre che il giovane e inesperto Imperatore è diventato essenzialmente un burattino di Omura. Durante una riunione di governo, Omura ordina l'arresto di Katsumoto per aver portato una spada in pubblico e gli chiede di fare seppuku per riscattare il suo onore. Algren rifiuta l'offerta di Omura di guidare il nuovo esercito per schiacciare i ribelli, a causa della sua simpatia. Omura invia dei sicari per uccidere Algren, ma Algren li uccide. Algren aiuta i samurai a liberare Katsumoto; durante il processo, il figlio di Katsumoto, Nobutada, viene ferito a morte e si sacrifica per permettere agli altri di fuggire.
Mentre l'esercito imperiale marcia per schiacciare la ribellione, un Katsumoto addolorato medita il seppuku, ma Algren lo convince a combattere fino alla fine e si unisce ai samurai in battaglia. I samurai sfruttano l'eccessiva sicurezza dell'esercito imperiale per attirarlo in una trappola e privarlo del supporto dell'artiglieria. La battaglia che ne segue infligge ingenti perdite a entrambe le parti e costringe i soldati imperiali a ritirarsi. Sapendo che i rinforzi imperiali stanno arrivando e che la sconfitta è inevitabile, Katsumoto ordina una carica suicida della cavalleria a cavallo. Durante la carica, i samurai sfondano la linea di Bagley. Bagley viene ucciso da Algren, ma i samurai vengono rapidamente falciati dai cannoni Gatling. Il capitano imperiale, precedentemente addestrato da Algren e inorridito dalla vista dei samurai morenti, ordina a tutti i cannoni di cessare il fuoco, ignorando gli ordini di Omura. Katsumoto, ferito a morte, commette seppuku con l'aiuto di Algren mentre i soldati presenti sulla scena si inginocchiano in segno di rispetto.
Giorni dopo, mentre si concludono i negoziati commerciali, Algren, sebbene ferito, arriva e interrompe i lavori. Presenta all'imperatore la spada di Katsumoto e gli chiede di ricordare le tradizioni per cui Katsumoto e i suoi compagni samurai sono morti. L'imperatore si rende conto che il Giappone deve modernizzarsi, ma non può dimenticare la propria cultura e la propria storia e rifiuta prontamente l'offerta commerciale. Quando Omura tenta di protestare, l'imperatore lo mette a tacere minacciando di sequestrare i beni della famiglia Omura e di distribuirli tra la popolazione.
Mentre circolano varie voci sul destino di Algren, Graham conclude che Algren è tornato al villaggio per riunirsi con Taka.