La acción se sitúa en un momento de crisis sucesoria en Castilla, cuando muchos nobles rechazan que el rey de Aragón gobierne por su matrimonio con la reina Urraca, viuda y madre del joven Alfonso. Don Pedro de Lara y otros caballeros promueven que el niño rey castellano recobre el cetro, y para ello buscan el apoyo de los hidalgos de Villañane, los hermanos Álvaro Gómez Pérez y Gómez Pérez. Estos se resisten al principio porque guardan con extremo celo a su hermana doña María, apartada del mundo por una profecía astrológica que anunciaba que vencería a los hombres; sin embargo, acaban sumándose a la causa y deciden llevarla con ellos disfrazada de paje para no dejarla sola. Antes de partir, el infante don Vela, venido de Navarra para ayudar a Castilla, logra ver a doña María en la casa de sus hermanos bajo apariencia de villano, queda prendado de su hermosura y comienza un amor secreto que complica la empresa política. Mientras tanto, don Pedro de Lara encabeza la oposición al rey aragonés, consigue que se notifique la bula pontificia que declara ilícito el matrimonio de Urraca y Alfonso de Aragón por parentesco y defiende públicamente que el reino vuelva a su legítimo heredero.
En Toledo, el joven Alfonso es proclamado y reconocido como rey por los castellanos, y doña María, ya disfrazada con el nombre de León, entra en su servicio militar sin revelar su identidad. Don Vela insiste en declararle su amor, convencido de que aquel paje es en realidad la dama que vio en Villañane, pero doña María rechaza prudentemente sus palabras y procura mantener el engaño. Paralelamente, las ambiciones cortesanas se intensifican: don Pedro de Lara aspira a casarse con la reina Urraca para reforzar su posición junto al nuevo monarca, y el propio don Vela, desengañado de su pasión primera o deseoso de mejorar su fortuna, traslada su deseo amoroso a la reina. Esa rivalidad provoca celos, recelos y un desafío entre ambos, que llega a conocimiento del rey. En medio de estos conflictos, doña María demuestra su singular valentía en Toledo: participa en lances callejeros propios de su disfraz masculino y, en el alcázar, amansa y ata un león escapado, aunque su hazaña queda inicialmente encubierta o discutida entre varios pretendientes al mérito. Al mismo tiempo, el rey Alfonso muestra inteligencia y autoridad creciente, escucha a su madre, recibe obediencias y presentes de reyes moros tributarios y se prepara para afrontar la guerra que el rey de Aragón emprende para recuperar por las armas lo que ha perdido en Castilla.
La tercera parte conduce al desenlace bélico. Mientras el rey de Aragón invade Castilla con ayuda de algunos nobles y busca vengar el divorcio y su expulsión, en el campo castellano persisten los celos entre don Pedro de Lara y don Vela, hasta el punto de intentar aprovechar la confusión de la batalla para eliminarse mutuamente. El joven Alfonso, ya plenamente afirmado como rey, libera a los enfrentados y los obliga a reconciliarse para servir juntos en la guerra, y sale al combate acompañado por la reina Urraca, los hidalgos castellanos y contingentes moros aliados. Doña María combate disfrazada entre las tropas, llevando una señal convenida con sus hermanos, y prueba en el campo la verdad del antiguo pronóstico: pelea con extraordinario valor, hace prisionero a un rival importante y al amanecer se descubre que ese cautivo es nada menos que el propio rey de Aragón, vencido sin saberlo por una mujer. Esta captura decide la contienda y permite una solución generosa: Alfonso obliga al rey aragonés a devolver las villas tomadas y a retirarse, y el vencido, admirado por la nobleza del joven monarca y por la hazaña de doña María, jura paz perpetua. Además, al renunciar don Vela a la reina y orientar ahora su amor hacia doña María, se dispone su matrimonio con ella, mientras don Pedro de Lara conserva su acción sobre Urraca. Como premio y memoria pública, Alfonso manda que doña María abandone el apellido Pérez y sea llamada desde entonces Varona, incorporando a sus armas las barras aragonesas, y que el lugar de la batalla quede también nombrado en honor de la nueva varona castellana.