西格蒙德？弗洛伊德是精神分析学的创始人，这位精神分析学创始人因在婚姻上坚守固有的传统道德而一直享有很高声誉。但在瑞士风景如画的阿尔卑斯山脚下一家旅店登记簿上的住宿记录，却打开了一段尘封百年之久的历史……
1882年的一天，弗洛伊德的医院里来了一位年轻的女病人，陪同她的是一个18岁的少女。当弗洛伊德看到少女时，第一次有了触电的感觉。这时女病人主动介绍自己：玛莎，教会工作人员，少女是她的亲妹妹米娜，维也纳的一名音乐教师。
这次邂逅使玛莎对弗洛伊德一见钟情。热情开朗的她很快对弗洛伊德展开了主动攻势。然而弗洛伊德念念不忘的却是玛莎的妹妹米娜。不久后，玛莎邀请弗洛伊德去自己家里做客。第二天晚上，弗洛伊德来到玛莎家，当他看到米娜挽着一位英俊帅气、气度不凡的青年时，心在一瞬间变得冰凉。
在筵席上，弗洛伊德知道了这位英俊青年是米娜的未婚夫伊凡，是一位身份显赫的伯爵。当时只是一名小小的神经科医生的弗洛伊德感受到前所未有的自卑。
落寞的弗洛伊德一个人来到客厅的钢琴前，忍不住弹奏了舒伯特的《美丽的磨坊姑娘》。这曲子描写了一个凄美的爱情故事：青年人爱上了磨坊主美丽的女儿，他在树皮上刻下了姑娘的名字。然而，森林中的猎人夺得了姑娘的爱情，失恋的青年跳进了溪水的怀抱里。弗洛伊德抬头，看到米娜倚在窗前，不禁深深地叹息。
回家的路上，弗洛伊德独自经过一条梧桐大道，在一棵枝叶茂密的梧桐树下，他驻足良久。最后，他在这棵树上刻下了这样的诗：“如果不能做你的天空/给你整个世界的爱/那么让我做一轮月亮/在想念你的晚上可以用一帘月光轻抚你的脸庞/献给最爱的M？B（米娜？伯奈斯名字的缩写）”。
弗洛伊德决定忘记米娜，接受玛莎的爱情。他将全部的秘密都交付给了那棵梧桐树。弗洛伊德和玛莎很快结婚了，还生了一个儿子。米娜也嫁给了伊凡，生活幸福。可是不久，一场灾难降临了！一个冬天的夜晚，米娜家忽然着火！伊凡保护着米娜里逃出火海，热浪灼伤了米娜的双眼，而伊凡除了面部没有受伤，四肢都烧焦了。
医生说，米娜必须更换眼角膜，否则双眼或许将永远失明，而伊凡已经进入病危期。弗洛伊德赶到伊凡的病床前时，伊凡正在艰难地比划着让律师记录遗嘱。除了所有财产留给米娜外，伊凡还嘱托，一定要立刻将自己的眼角膜移植给米娜。当天晚上，伊凡就去世了。米娜的眼角膜移植手术很成功，可是失去了丈夫的米娜再也没有绽放过笑容。
看到妹妹如此伤心，玛莎主动提出要将米娜接到家里生活。在玛莎和弗洛伊德的悉心呵护下，米娜的脸上渐渐浮现了笑容。弗洛伊德却陷入了深深的自责和矛盾中。因为他发现自己每见一次米娜，对米娜的爱就多了一分。失魂落魄的弗洛伊德在庭院里，再一次奏响了那首《美丽的磨坊姑娘》。像做梦一样，不知何时，米娜出现在了弗洛伊德面前。她的视线那么幽怨，欲言又止。
“如果我和你在一起，不仅没有颜面面对姐姐，更没有勇气面对死去的伊凡！当初，为了让我重见光明，也为了不让我再看到他被烧伤后丑陋不堪的身体，伊凡拔掉了自己的氧气管！伊凡是为我而死的……”米娜已经控制不住自己的感情。
弗洛伊德惊呆了。犹豫良久，最后他还是拉起米娜的手，来到那棵刻满思念的梧桐树前。当米娜看到刻在树干上的诗句，她再也抑制不住内心的爱情，扑向了弗洛伊德的怀抱。从那一天起，只要一有机会，弗洛伊德就会和米娜在一起。每当阁楼里悠扬的小提琴曲《美丽的磨房姑娘》传来时，米娜就会千方百计避开家人的眼睛，和弗洛伊德幽会。
不久，米娜怀孕了，这意味着弗洛伊德必须尽快在玛莎和米娜之间作出抉择。被激情冲昏了头脑的弗洛伊德最终选择了爱情至上。
3天后，弗洛伊德带着米娜来到了阿尔卑斯山脚下。他们住在马洛亚旅馆的11号房间，并且用“西格蒙德？弗洛伊德博士和妻子”登记住宿。
私奔的第一天，他们忧心忡忡。弗洛伊德拨通了家里的电话，电话铃只响了一声，就传来了玛莎急切而惊喜的声音：“是你吗？你还好吗？你不想说话吗？如果你一切都还好，就在我数3个数前挂电话好吗？我和儿子永远等你回来，我永远是最爱你的玛莎……”
弗洛伊德挂下了电话，潸然泪下。蓦然转身，发现米娜怔怔地坐在床边。此时无声胜有声，两个被内疚和自责煎熬着的情人，一夜相拥无眠。
第二天早上，弗洛伊德和米娜来到了阿尔卑斯山脚下。山顶有积雪，山下是宁静的冰湖。当地人告诉他们：这里曾经住着一个美丽的仙女，一位少年对她一见钟情。上帝告诉他，如果他愿意变成一座山，常年经受不化积雪的严寒，他就可以永远陪伴仙女。少年接受了这个苛刻的条件。在化成山之前，他流下了最后的一滴眼泪，这眼泪就化作了这片宁静的湖水。
听完这个故事，弗洛伊德的心久久难以平复。也许，他们决定相爱的那一刻，就注定会流尽最后一滴眼泪，而玛莎的心将会变成千年不化的冰山。
回到旅馆，弗洛伊德忍不住再次给家里打了电话，听到儿子在电话那端稚气的声音，得知玛莎自杀未遂，弗洛伊德忍不住挂了电话，痛哭流涕。米娜也开始懊悔，两个人抱头痛哭。
米娜转身离开马洛亚旅馆11号房间。“我永远爱你。只是从此以后，这份永恒的爱只会埋藏在心里，沉入阿尔卑斯山冰湖湖底。”
两天后，弗洛伊德回到了家中，玛莎并没有追究两个人同时失踪的3天里到底发生了什么，她只是给了弗洛伊德一个长长的拥抱。
从此以后，弗洛伊德和米娜结束了情人关系，将全部精力投入到精神分析学领域中去，写出了传世巨作，最终成为精神分析学之父。