Film ini dibintangi artis Bollywood terkenal seperti Ranveer Singh, Deepika Padukone, Priyanka Chopra, dan lain Film Bajirao Mastani mengisahkan perjalanan cinta Peshwa Maratha Bajirao (Ranveer Singh) dengan istri keduanya bernama Mastani (Priyanka Chopra) Pada abad ke 18, Bajirao Muda diangkat menjadi seorang perdana Menteri baru. Istana raja Maratha Chhatrapati Shahu memang sedang membutuhkan Peshwa (Menteri) baru di kerajaan Maratha.
Di saat yang bersamaan, Shripad Rao juga menginginkan keddukan sebagai Peshwa. Namun Ambaji Pant memilih dan mengusulkan Bajirao sebagai Peshwa. Shripad lalu menantang Bajirao untuk membagi bulu merak dengan panah dalam rangka menguji kebijaksanaan spiritual dan pengetahuan tentang persenjataannya.
Bajirao sendiri sudah memiliki istri bernama Kashibai. Suatu hari, saat melakukan perjalanan ke Sironja, seorang perempuan yang pandai bela diri tiba-tiba mendatangi tendanya dan meminta bantuan untuk melawan penjajah. Perempuan itu bernama Mastani, putri raja Hindu Rajput Chhtrasal dan permaisuri Persia Muslim Ruhani Bai. Melihat keterampilan Mastani dalam memainkan pedang, Bajirao dan pasukannya pun bersedia membantu mengalahkan penjajah yang ada di istananya. Hingga akhirnya Mastani dan Bajirao saling jatuh cinta. Mastani mengartikan pedang pemberian Bajirao sebagai ajakan menikah. Ia yang tidak tahu Bajirao telah menikah memutuskan menyusul Bajirao di istananya. Sesampai di sana, banyak orang yang tidak menyukai kehadiran Mastani. Setelah resmi menikah, ada banyak musuh yang ingin melenyapkan nyawa Mastani, berbagai konflik besar pun terjadi sampai akhirnya Mastani meninggal.
Tak berselang lama, Bajirao menyusul Mastani mengembuskan napas terakhirnya.