En la Nueva York de inicio de los años 50, Therese Belivet (Rooney Mara), trabaja en un almacén de Manhattan y sueña con una vida más gratificante cuando conoce a Carol Aird (Cate Blanchett), una mujer seductora atrapada en un matrimonio fracasado. Una conexión inmediata nace entre las dos mujeres, y la inocencia...