A Munich, en 1955, la rencontre entre Robert Krohn, chroniqueur sportif, et Veronika Voss, grande star de cinéma allemand d’avant-guerre, qui sombre dans l'alcoolisme et la drogue pour oublier ses succès passés. Un rapport de fascination et de compassion s’instaure entre Robert et l’actrice déchue. Il découvre peu à peu que Veronika vit sous l’influence du Dr Katz, femme affable qui l’approvisionne en morphine dans sa clinique privée. Robert et sa femme Henriette conçoivent un plan pour faire tomber la doctoresse...