런던의 화랑에서 점원으로 일하던 청년 빈센트 반 고흐는 하숙집 주인 딸 어설라를 사랑하지만, 그녀는 갑작스러운 그의 고백을 받아들이지 않는다. 충격을 받고 런던을 떠난 빈센트는 전도사가 되기로 결심하고 벨기에 보리나주로 부임한다. 그곳에서 탄광의 비참한 현실을 본 빈센트는 온 힘을 다해 광부들을 돕는다. 하지만 광부들의 실상을 알리고 도움을 청하는 그를 교회는 받아들이지 않고, 오히려 파면한다. 그런 고통과 좌절 속에서 빈센트는 자신이 진정으로 원하는 것은 그림을 그리는 일임을 깨닫게 된다.
이러한 빈센트의 결심은 동생 테오의 전폭적인 지지를 받는다. 그는 경제적 어려움 속에서도 보리나주에서 광부들과 농부들의 모습을 그리고, 부모님이 계신 뉘넌에서 대표작이자 그의 경향을 고스란히 드러내는 작품 “감자 먹는 사람들”을 완성한다.
그후 빈센트는 테오가 있는 파리로 거처를 옮겨 정식으로 그림 공부를 시작한다. 파리에서 처음으로 인상주의 화가들의 그림을 접한 빈센트는 원래의 화풍에서 벗어나 찬란한 빛의 화가로 다시 태어난다. 파리에서의 생활을 정리하고 프랑스 남부의 소도시 아를로 간 빈센트는 그곳에서 눈부신 빛의 향연을 화폭에 펼쳐낸다. 그러나 창작에 대한 그의 열망은 건강을 조금씩 해치기 시작한다. 그와 우정을 나누던 고갱이 아를로 와서 합류하며 다시금 화가들의 공동체를 꿈꾸지만, 고갱과의 사이가 틀어지면서 그는 또다시 큰 좌절감을 맛본다.
빈센트는 테오에게 전적으로 의지한 채 살아가는 삶과 화가로서 실패할지도 모른다는 불안감을 느낀다. 연속된 좌절과 스트레스는 그를 극도로 불안정한 정신 상태로 몰아가고, 결국 그는 스스로 자신의 귀를 자르고 생 레미의 정신병원에 입소한다. 그곳에서도 그는 결코 그림을 포기하지 않고 계속해서 작업을 이어나간다. 테오가 결혼하여 조카가 태어난다는 반가운 소식에 그의 상태는 일시적으로 호전되지만, 그는 자신이 끝내 치유될 수 없음을 깨닫는다.
빈센트는 정신병원을 나와 가셰 의사가 있는 오베르-쉬르-우아즈로 떠난다. 자신의 이름을 물려받은 조카가 아프다는 소식을 들은 그는 자신이 테오에게 짐이 될 뿐이라고 생각하고, 밀밭에서 총으로 자살하여 생을 마감한다.