1886, Arlés. El pintor holandés post-impresionista, Vincent van Gogh (Willem Dafoe), huye del bullicio de París y se refugia en un pequeño pueblo de Francia. Allí es tratado amablemente por algunos y brutalmente por otros. Madame Ginoux (Emmanuelle Seigner), la propietaria del restaurante del pueblo se apiada de su pobreza y le regala un libro de contabilidad, que Vincent llena de dibujos.

Pero sus continuos cambios de humor hacen que varios vecinos le tengan miedo. Su mejor amigo Paul Gaugain (Oscar Isaac) le adora, pero acaba huyendo de su lado debido a la abrumadora personalidad de Vincent, y su hermano y comerciante de arte Theo (Rupert Friend) le apoya incondicionalmente, pero no logra vender ni una sola de las pinturas del artista. En esta tumultuosa época, Vincent pinta las obras maestras espectaculares que son reconocibles en todo el mundo hoy en día.