哈佛大学宗教符号学教授罗伯特•兰顿(汤姆•汉克斯 饰)出差到巴黎讲学，一天深夜，在丽兹酒店休憩的兰登突然被来自于法国中央司法警察局 (相当于美国的联邦调查局)的不速之客叫醒，请他协助一宗血腥凶案的侦破。凶案现场位于卢浮宫博物馆的大画廊，死者是年近八旬的老馆长雅克•索尼埃，他被公认为全球有关女性崇拜图像符号学的第一专家。
身为美国教授的兰登之所以被传唤到场，是因为索尼埃的死状甚是恐怖邪异，被枪击中胃部的他在生命弥留之际居然褪去了全身的衣服，四肢张开仰卧在地上，形成了达芬奇名作《维特鲁威人》的姿势，除了用手指蘸着鲜血在腹部画了一个五角星之外，还在身旁写下了几行谜一样的数字和叹句，其中探员们唯一能看懂的就是“罗伯特•兰登”这个人名，所以，在破案心切的警察局长贝祖•法希(让•雷诺 饰)的眼中，与馆长约好次日见面的兰登成为了最大的嫌疑人。
密码破译处的警员索菲•奈芙(奥黛丽•塔图 饰)相信兰登是无辜的，她向教授偷偷透露自己是馆长孙女的身份，《维特鲁威人》是索菲最喜爱的达芬奇作品，那一串数字是为了把中央司法警察局密码破译处卷进来，是濒死的索尼埃向索菲发出的最后召唤：要索菲找到兰顿，要他们一起合作找寻探知一个石破天惊的历史秘密。二人经过几番猜测，最后在《蒙娜丽莎的微笑》的背后，找到了馆长生前留下的纸条，是一首语意含糊的诗。
兰登和索菲设法逃离了卢浮宫，摆脱警察之后来到了苏黎世储蓄银行，在地下金库中，二人找到了一支造型精美别致的密码筒。因为无法破解密码筒，兰登与奈芙不得不赶往维雷特城堡，向宗教史学家雷•提彬爵士(伊恩•麦克兰 饰)求助……为了躲开警察的追捕，更在于传说中的圣杯一直保存在英国，二人又不得不乘坐着提彬爵士的私人飞机逃离了法国……
在这场足迹遍及巴黎以及伦敦的追逐中，兰登与奈芙发现他们的对手不仅有杀人凶手和要将他们逮捕的警察，而且还有一个已经存在1000多年的秘密团体“郇山隐修会”，以及天主教保守组织天主事工会，他们必须解开这个错综复杂的谜团，否则，郇山隐修会掩盖的秘密和那隐藏了多年的令人震惊的古老真相，将永远消逝在历史的尘埃之中…… | 
