تدور أحداث مسلسل سلطان قلبي حول المعلمة الروسية آنا بيترونا، التي تشاء الصدف وتدخل إلى قصر الحاكم العثماني السلطان محمود الذي يقرر إحضارها من أجل تعليم أطفاله اللغة الفرنسية، في حين يستغل سفير دولة روسيا ذلك الأمر ليجند آنا من أجل التجسس على السلطان وبلاده!