《紅天機》講述朝鮮時代進入景福宮的絕世美女畫工紅天機（金裕貞飾），和失明但可以讀懂天空和星座的觀象監河覽（安孝燮飾）及風流倜儻的亮明大君（孔明飾）三人之間的奇幻愛情古裝劇。
第1集
掌管死亡的魔王封印在英宗的身體裡，幫助英宗得到了天下，但是英宗怕如此會毀了國家，因此將魔王封印在自己的畫像中，紅恩吾畫了英宗的畫像，河成珍主持了封印儀式，因此惱怒了魔王，魔王讓國家未來飽受乾旱和飢荒，天機一出生就失明，河覽有著能找到水源的能力，所以被帶到宮裡當蜥蜴祈雨祭的蜥蜴童子，在美洙暗中作業下成為活人獻祭的童子。
第2集
天機和河覽都長大成人，天機為了幫父親治病，幫月星堂畫仿畫，她存夠錢不要再畫仿畫了，月星堂的副堂主不想放人，所以就給了天機假藥還騙她的錢，河覽也隱藏自己記得兒時的事情，等著復仇的日子到來，他除了是書文觀的主簿，也是月星堂的堂主，只是這個身分是秘密，他在偶然間知道天機被騙的事，漸漸對天機感到好奇，天機也讓他想起兒時的朋友。
第3集
被封印在河覽身體裡的魔王解除封印後逃出來，魔王想找天機找回眼睛，但是在三神和虎靈的幫忙下兩人逃過一劫，天機救了河覽去顏料坊休息，但是河覽一直昏迷不醒，天機下山去找大夫。成祖派亮明大君去找河覽，朱香大君也在美洙的幫助下偷偷的找河覽，河覽醒來後從模糊的記憶中，看到了十九年前少女的影子，和昨晚遇到的女孩身影一直重疊。
第4集
河覽聽到天機的名字後，心裡一陣高興，亮明大君去顏料坊找河覽，天機擋在門口和亮明發生口角，天機知道亮明真的是大君後後悔不已，天機為了參加梅竹軒畫會絞盡腦汁，送名單去時遇到了河覽，兩人聊天時河覽確定眼前的女子就是兒時的天機，亮明看到天機後也驚為天人，崔元浩一直阻止天機參加畫會，但是天機為了籌措父親的藥錢，所以決定偷偷參加。
第5集
梅竹軒畫會開始，天機在門口遇到鄭小人，在千鈞一髮之際河覽出來救了天機，亮明為了揪出仿畫工所以故意在初試的題目中出了蝴蝶，亮明果然找到了天機畫的畫，但是沒想到仿畫工卻是天機，大家都對天機畫的畫讚賞有加，但是亮明要讓天機淘汰，天機據理力爭，韓建看出天機就是具有神靈之氣的畫工，所以給了天機完通牌，讓天機晉級。
第6集
再試時天機將她和河覽小時候去過桃花林的樣子畫出來，大家都嘆為觀止，天機對大家誤會她畫仿畫的出發點感到難過，她遇到河覽，河覽帶她去小時候去過的湖邊，兩人說出以前的事情，但是河覽在關鍵時刻否認了自己就是小時候的那個河覽。天機在三試時以最高分及最高競標價得到了狀元。
第7集
紅恩吾在神智不清的情況下為了保護河覽得罪了朱香大君，天機替父親求情，朱香為難天機，這時河覽出面解救了天機，韓建說天機是具有神靈之氣的畫工，所以要天機進去古畫院，但天機放心不下恩吾，亮明去找天機說服天機，天機要求如果能拿到清心丸，她會考慮。天機決定去古畫院，但是她怎麼走就是走不到亮明的府上，反而去了河覽家。
第8集
亮明喜歡天機的心漸漸無法隱瞞，這讓河覽有了危機意識，他找天機說出當年沒有赴約的原因，他雖然喜歡天機但不能把天機留在身邊，亮明拿清心丸給天機，天機用畫回報，天機到了古畫院的第一天，就被派到書文觀做地圖修復的工作，天機在那邊遇到河覽，河覽帶她去看了北斗七星，韓院長帶天機去瓊源殿說明了天機晚上要做的工作。
第9集
天機差點被魔王附身的河覽掐死，亮明要求河覽去義禁府做調查，然後要他不要接近天機。天機在練習畫肖像畫，但是一直畫不好她很沮喪，河覽帶她去找面相師研究人的面相，回去的路上兩人一起放風箏，河覽把他父親送給他母親的玉戒指送給天機，告訴天機他喜歡她。成祖告訴亮明龍顏畫像的秘密，朱香去找日月星，他問日月星要如何才能當上君王。
第10集
成祖將魔王的事情告訴亮明，要他為了國家一定要封印魔王，天機也知道了畫完龍顏畫像後會遭到危險，但又有御命不知該如何是好。被魔王操控的河覽要傷害天機時，畫怪出面保護了天機，他為了得到天機的畫，在暗中保護天機。河覽知道自己會傷害到天機後，決定要讓天機離自己遠一點，他和天機約在外面讓天機畫他的肖像，然後叫天機帶著父親離開。
第11集
亮明在天機的眼前把河覽抓走，天機為了河覽開始畫龍顏畫像，天機很快就完成了初步的畫像，但是月善說那個畫像不具神靈之氣。天機因為看不到河覽心神不寧，她闖入石牢要去看河覽，她告訴河覽她們倆接觸，河覽身體裡的魔王就會出現。
第12集
天機和河覽接觸後看到了魔王，她知道魔王不會放過河覽，所以在知道畫完龍顏畫像後她可能會發瘋或死掉，但她堅持要畫完龍顏畫像。朱香得知河覽就是日月星後去找河覽，告訴河覽他要他體內的魔王。朱香和成祖發生衝突，成祖氣到昏倒，朱香認為這是千載難逢的機會，他不顧亮明的反對，堅持先把河覽帶走，然後要主持封印儀式。
第13集
朱香把河覽帶到他的府上監視著河覽，河覽找了個封印魔王的即日，但朱香想要的是讓魔王附在他身上，所以另外找了一個吉日。天機不管結果只想要完成畫作然後救河覽，河覽拿了假的戒指給朱香，真的放在自己身上，封印儀式開始，魔王無法附在朱香體內，月善趁機想要把魔王封印在龍顏畫像裡，但隨著龍顏畫像撕毀，魔王又回到了河覽身上。
第14集
封印魔王的儀式失敗，河覽和天機在會場就逃走，朱香把過錯都推給亮明然後把亮明流配，但亮明在支持者的幫助下又回到了都城，因為要再次舉行封印儀式，所以朱香需要天機和河覽。安明澮設陷阱抓了紅恩吾，天機聽聞心急的趕去救恩吾，恩吾卻被朱香殺死，天機難過之時又聽說帛瑜畫團的人將被處死，這次河覽堅決不讓她去。
第15集
帛瑜畫團的人差點就要被朱香大君殺頭時，河覽請成祖一起來到城門口救了大家，成祖告訴河覽，殺了河成珍的是在河覽身體裡的魔王，河覽聽了深受打擊，他帶著天機去他老家安葬了紅恩吾，天機知道要救河覽一定要畫出具神靈之氣的畫像，因此跟畫怪做了交易，河覽的爺爺顯靈告訴河覽要把戒指打破才能引出魔王。
第16集
天機在畫怪的交持下快要完成龍顏畫像時魔王現身，魔王找到天機把他的眼睛找回去，天機又看不到東西，她在父親顯靈的情況下完成最後的龍顏畫像，魔王順利的被封印在龍顏畫像裡，河覽帶著失明的天機離開都城，五年後天機和河覽有個兒子過著幸福的生活，他倆的生辰日，成為世子的亮明讓河覽一家恢復了品階。