《卡拉瓦乔之影》将故事置于1600年的意大利。才华出众却放浪不羁的画家卡拉瓦乔（里卡多·斯卡马乔 Riccardo Scamarcio 饰）因杀死仇家拉努丘，被判处死刑。长期资助他的柯隆纳伯爵夫人（伊莎贝尔·于佩尔 Isabelle Huppert 饰）亲自向教宗求情。教宗陷入两难后，派出密探影子（路易·加瑞尔 Louis Garrel 饰）调查案件真相，以判断是否应赦免这名逃亡中的画家。
影子奉命追查，却发现柯隆纳伯爵夫人早已暗中将卡拉瓦乔藏在那不勒斯。他一边走访卡拉瓦乔放纵不羁的生活轨迹，以及与他关系密切的友人，一边召来画坛宿敌巴里欧内（维尼乔·马尔基奥尼 Vinicio Marchioni 饰），试图揭开卡拉瓦乔不为人知的秘密与性向。在调查逐渐深入的同时，影子也无法抗拒地被卡拉瓦乔兼具天才与堕落的狂傲才华所吸引。
此时，罗马一座宏伟的新教堂刚刚落成，教宗有意让卡拉瓦乔为其绘制祭坛画，并授予他骑士头衔，释放出即将赦免他的信号。
