На Всеволшебный день в школе должен состояться бал: мальчики готовят сюрприз, а царевны примеряют костюмы животных. Но не успевает торжество начаться, как на школу нападает юная волшебница Марфуша, у которой с учебным заведением свои счёты.

Застав Кощея врасплох, она превращает его в ворона, а бросившихся ему на выручку царевен — в зверей, костюмы которых они надели.

Теперь до конца Всеволшебного дня царевны должны вернуть себе и Кощею настоящий облик, иначе они навсегда останутся животными. Но как это сделать, если теперь они лишены своих волшебных способностей?

Мультфильм «Царевны и Таинственная гостья» основан на анимационном сериале «Царевны».

Главные героини проекта — знаменитые героини русских сказок: Спящая Царевна Соня, Варвара-Краса Длинная Коса, Дарья — Царевна Несмеяна, Василиса — Царевна Лягушка и Елена Прекрасная. Каждая из девочек обладает неким волшебным даром, которым из-за юного возраста пока не может управлять.

Для того, чтобы взять под контроль свои силы, царевны отправляются учиться в сказочную школу «Дивногорье», которую возглавляет Кощей Бессмертный. Учебное заведение, где царственные особы познают основы магии и волшебства под чутким руководством Кота-Баюна, Совы, Марлена и других квалифицированных педагогов.