十八世纪，让-马普蒂斯特•格雷诺耶（本•韦肖 Ben Whishaw 饰）出生在巴黎最肮脏、最恶臭不堪的地方——鱼市场上。格雷诺耶天生对气味有着惊人的天赋：无论恶臭还芳香，他都一一记住，并能轻易分辨各种气味。
当他在孤儿院长到13岁的时候，被院长卖给了制皮匠。格雷诺耶在制皮铺过着犬马不如的生活。机缘巧合，格雷诺耶在香水巴尔蒂尼面前展露了其过人的天赋，进入了香水铺工作。但格雷诺耶并不仅仅满足于制作出世界上最芳香的香水，他梦想学得如何保存万物气味的方法。巴尔蒂尼告诉格雷诺耶香水的起源地在格拉斯，那里的人知道保存气味的方法。格雷诺耶拿着巴尔蒂尼的推荐信来到了格拉斯。
格雷诺耶爱上了青春少女的体香，为了把这种香味保存下来，格雷诺耶最终走上了杀手的道路。

故事发生在1943年的柏林，纳粹对犹太人的屠杀已经接近了尾声。最后一批生活在德国的犹太人被赶上了开往集中营的火车，拥挤狭窄的车厢中没有任何食物，这最后的六百多名犹太人，他们的结局似乎只有两个——死在火车上，或是死在集中营里。
亨瑞（哥德昂·布克哈德 Gedeon Burkhard 饰）和他的太太露丝（西贝尔·凯基莉 Sibel Kekilli 饰）以及他们的两个孩子也在其中，巨大的压力和痛苦之中，露丝亲手杀死了自己的孩子。珠宝修理员艾伯特（Roman Roth 饰）和老板的女儿相恋已久，他们决定只要能够活着走下火车，就举行结婚仪式。时间一分一秒的前进着，火车离最后的死亡终点站越来越近。