Seit einem Jahr ist der berühmte Maler Vincent van Gogh (Robert Gulaczyk) tot, da erhält der junge Armand Roulin (Douglas Booth) von seinem Vater, dem Postmeister Joseph Roulin (Chris O’Dowd), unverhofft den Auftrag, einen Brief van Goghs an dessen Bruder Theo zu überreichen. Zunächst nimmt Armand den Auftrag nur widerwillig an, doch als er am Ziel seiner Reise angekommen erfahren muss, dass Theo ebenfalls tot ist, beschließt er, mehr über den exzentrischen Maler lernen zu wollen und ist bald völlig fasziniert von ihm. Als ihm der Verdacht kommt, dass van Goghs Tod am Ende gar kein Selbstmord war, begibt sich Armand auf die Suche nach der Wahrheit. Dazu befragt er Bekannte und Modelle des Malers, darunter seinen Farblieferanten Pere Tanguy (John Sessions), seinen Arzt Dr. Gachet (Jerome Flynn) und dessen Tochter Marguerite (Saoirse Ronan) ...