1817年法國作家司湯達在佛羅倫薩觀賞藝術珍品時突發心悸昏厥，經診斷是因過度審美刺激引發的心理病癥，后被命名為"司湯達綜合癥"。現代佛羅倫薩仍有患者因密集接觸文藝復興杰作而住院治療，但本地居民對此具有天然免疫力。電影中患有該癥的女警官安娜在烏菲齊美術館調查連環兇殺案時，因藝術沖擊當場昏厥。兇手以米開朗基羅壁畫為作案場景，在博物館留下古典主義風格的犯罪痕跡。安娜追查過程中逐漸發現兇手精準掌握其病癥弱點，而警校疏于心理測試的漏洞使案件調查陷入困境。隨著調查深入，她發現受害者皆與藝術鑒賞領域存在關聯，最終線索指向美術館策展人阿金托。當安娜在圣十字教堂辨認尸體時，病癥與心理壓力疊加導致精神崩潰，在階梯上踉蹌墜落的畫面與司湯達當年的發病場景形成時空呼應。