該劇以韓國百濟時代為曆史背景，不僅通過百濟王室和工房對科學技術的重視描述了百濟第三十代君主武王(公元600-641年在位，正當中國隋末唐初)崎嶇坎坷的人生經曆，還講述了一段武王薯童和善花公主美麗而坎坷的愛情。
百濟27代威德王（公元578年）在百濟祭儀前一天按照規矩把自己的身體洗乾淨、不能近女人身，稱為修身。就在這時，他卻在晚上被一個舞女迷住，跟她過夜。因為這次的事情，威德王受到包括自己的侄子扶余宣以
及反對派貴族們的彈劾。著急的威德王完全否認前一天發生的事，而舞女也被趕出宮廷，後來，舞女在五？寺馬龍池生下一個孩子，賣薯蕷為生。這孩子就是薯童，本名璋（扶余璋）。薯童小時被傳為惡童，總是闖禍，因此他的母親燕嘉謀拜托宮中太學士的技術博士木羅須，讓他教育薯童。但是，木羅須因為是阿佐太子的人而被宮中的實權者扶余宣排擠，生命受到威脅，于是他和薯童一起逃出宮，亡命到新羅，在那兒設立了技術工房。工房是專為制造各種刀劍和鐵制用品而開發的部門，包括三足土器（陶器）等最先進的陶器部門等分類，在這兒學習冶？術的小薯童遇見了善花公主。但是因為善花公主的失誤，工房遭遇了支離破碎的命運。10年之後，通過《薯童謠》的歌曲再會的薯童和善花公主開始相愛，善花公主教給薯童經書。但是兩人間插入了新羅王族、工房的間諜沙宅己樓，三個人發展成微妙的關系。
夢想成為三國時代技術最高超技術博士的薯童和沙宅己樓，雖然在任何方面都互相競爭，而在競爭過程中薯童總占下峰，但是薯童在關鍵的時刻獲得了勝利。有一天，薯童被冤枉把刀劍類開發情報泄漏給新羅而被趕出工房。但是薯童在善花公主的幫助下開發出叫明光鎧的特殊鎧甲，受到百濟有勢力的扶余宣的認可，重新回到百濟宮。薯童把百濟工房重新設到宮中，把鋼鐵技術和陶瓷技術傳授給日本，並與日本結盟。新羅的真平王為了打破這樣的局面向沙宅己樓提出危險的條件，沙宅己樓為了得到善花公主的心無可奈何地承諾。
這段時間，薯童知道自己的五色夜明珠在跟阿佐太子決斗過程中被換掉的事實，並知道它是證明自己是百濟王子的憑據，原來自己的身份是百濟王子。但是，以使臣的身份去高句麗的阿佐太子被扶余宣殺害，所以木羅須苦惱之余安排薯童與威德王單獨見面，終于薯童完全明白自己是威德王兒子的事實，以及自己的母親燕嘉謀和木羅須的關系。
不知內情的扶余宣把薯童重用在太學士，薯童在那兒召集勢力，等待替阿佐太子報仇的時機。威德王感覺到了自己的侄子要造反的征兆，可是就在這時，扶余宣卻先動手把威德王暗殺奪取政權，並且把威德王的弟弟、自己的父親扶余桂擁戴為百濟第28代王。扶余宣當上了孝順太子後把木羅須跟造反事件扯在一起，借口把他關進監獄，薯童束手無策淒慘地看到自己的老師木羅須被殺害。這時，薯童受到沙宅己樓和善花公主的幫助，吸收反對孝順（扶余宣）的眞氏勢力，一起對抗他們。
扶余宣的父親恵王1年後因病去世，孝順太子（扶余宣）終于登上了百濟第29代王的王位。那段時間發生了“新羅間諜”事件，暴露身份的薯童和沙宅己樓逃出百濟宮，逃到新羅。百濟的國王為了逮捕他們在全國設下通緝令。這時，百濟跟高句麗在國境糾紛解決過程中，百濟的國王跟解氏一家激烈的反目，處于窘境的解氏一家暗殺國王後，依附于薯童的勢力。薯童在解氏等貴族勢力的推舉下當上了百濟第30代武王。在解氏勢力和眞氏勢力之間走鋼絲的武王（薯童）啟動了防潮堤工程，引進了新的勢力討取他們的歡心，除掉了為發展個人勢力而訓練的私兵勢力後，終于把貴族勢力在政治方面全都趕走，確立了王權。在和新羅真平王和解之後，武王終于和新羅的善花公主結婚，讓她當上了自己的王妃，百濟和新羅為了對抗高句麗也結成軍事同盟。那時，一無所有要逃亡到新羅的沙宅己樓的間諜身份暴露出來，使得百濟朝廷陷入巨大的漩渦之中。要斬首臣子們的上訴不斷，善花公主為保護沙宅己樓也哀痛欲絕地呼號，冷靜的武王心中糾葛不斷……