Drama Love Song for Illusion mengisahkan tentang putra mahkota yang mengalami kepribadian ganda akibat trauma masa kecilnya. Sang ayah, seorang raja lalim, selalu menekan dan merendahkan putranya karena memiliki sifat yang bertolak belakang dengan harapannya. Kondisi ini membuat sang putra mahkota mengembangkan dua kepribadian yang berbeda.
Dengan karakternya sebagai Sajo Hyun, ia tampak memiliki hati yang lembut dan keahlian dalam menjahit, sementara sebagai Akhee, ia memenuhi harapan sang ayah dengan menjadi sosok yang kasar, berani, dan mahir dalam ilmu bela diri. Paralel antara kedua kepribadian tersebut muncul saat keduanya jatuh hati pada seorang wanita yang memiliki dendam terhadap sang raja.
Sebuah tragedi melanda istana ketika sang raja tiba-tiba tewas dalam sebuah pembunuhan misterius. Selir dari putra mahkota, Gye-ra, mendapati dirinya menjadi tersangka utama sehingga menjadi pemicu perang kekuasaan yang tersembunyi di balik tembok istana.
Di tengah-tengah konflik ini, dua kepribadian dalam satu jiwa, Sajo-hyun dan Akhee, berlomba untuk memenangkan perhatian dan cinta Gye-ra yang dikenal sebagai Yeon Wol.