Bosan dalam pernikahannya dengan seorang dokter desa dan tertahan oleh kehidupan di kota kecil, Emma Bovary yang gelisah mengejar impiannya akan gairah dan kegembiraan, berapapun biayanya . Diadaptasi dari novel klasik Flaubert, Madame Bovary menceritakan kisah tragis Emma (Wasikowska), seorang gadis cantik yang secara impulsif menikahi seorang dokter kota kecil (Lloyd-Hughes) untuk meninggalkan peternakan babi ayahnya . Tapi setelah diperkenalkan masyarakat, dia segera menjadi bosan dengan pasangannya yang kolot dan mencari kesenangan dan status di luar ikatan pernikahan . Pada pertengahan tahun 1800-an di Normandia, Prancis, putri petani Emma (Mia Wasikowska) meninggalkan biara tempat dia dididik dan menikah dengan seorang dokter muda, Charles Bovary (Henry Lloyd-Hughes) . Dengan harapan besar untuk kehidupan pernikahan yang memuaskan dan romantis seperti dalam novel, Emma meninggalkan rumah masa kecilnya dan ayah yang penuh kasih, pindah ke kota kecil Yonville tempat Charles mendasarkan praktiknya . Sementara Charles mencintai istri barunya, dia sibuk dengan pekerjaannya dan keluar rumah sepanjang hari mengunjungi pasien . waktu bersama setiap hari, Emma bosan dan muak dengan pembicaraannya tentang penyakit dan urusan bisnis yang membosankan, dan Charles sama sekali tidak menyadari kebosanannya .

Dengan tidak adanya teman tetap selain pembantu mereka, Henriette (Laura Carmichael), Emma menjadi klien yang rentan terhadap pedagang lokal Lheureux (Rhys Ifans), yang membujuknya dengan barang-barang mewah yang dapat dibeli secara kredit . Emma segera berteman dengan seorang pegawai muda, Leon Dupuis (Ezra Miller), yang memiliki pola pikir romantis dan meremehkan Yonville provinsi . Emma ingin sekali Paris dan membenamkan dirinya dalam budaya, dan dengan cepat bosan dengan kehidupannya yang membosankan sebagai istri seorang dokter desa . Leon diam-diam menyatakan cintanya kepada Emma, ​​​​yang, meskipun saling tertarik, menolak rayuannya . Leon berangkat untuk studi hukum di Paris dan Emma diundang ke pesta berburu oleh Marquis d'Andervilliers (Logan Marshall-Green), yang mampir ke rumah Dokter Bovary' untuk merawat salah satu pelayannya . Marquis langsung tertarik pada Emma, ​​​​yang menjadi sangat bersemangat masyarakat kelas atas sehingga dia memesan pakaian mahal dari Lheureux untuk acara tersebut . Di pesta itu, dia terpesona oleh kemewahan kelas atas dan oleh rayuan halus Marquis, yang dia temui sekali lagi di sebuah pameran pertanian . Emma's hanya tumbuh, dan dia mulai menghabiskan banyak uang untuk mempercantik rumah dan lemari pakaiannya, semuanya kredit dari Lheureux .

Dia juga mengikuti saran apoteker lokal Homais (Paul Giamatti) dan meyakinkan suaminya untuk mengoperasi kaki pengkor Homais' (Luke Tittensor) dan menjadi seorang ahli bedah terkenal . Meskipun banyak hype seputar operasi kontroversial tersebut, Charles akhirnya gagal dan kaki Hippolyte kemudian diamputasi . Malu atas ketidakmampuan suaminya dan merasa semakin terkekang, Emma mengunjungi rumah sakit tersebut.Marquis di rumahnya dan mengakui penderitaannya . Mereka mulai berselingkuh, dengan Emma melakukan perjalanan rutin berjalan kaki melalui hutan untuk mengunjunginya . Charles tidak memiliki firasat tentang ketidakbahagiaan istrinya dalam pernikahan atau perselingkuhannya . Emma akhirnya memohon pada pergi bersamanya, dan meskipun awalnya dia menolak, dia menenangkannya dengan berjanji untuk membuat pengaturan untuk kawin lari. . Emma mengemasi barang-barangnya dan menunggu Marquis pada malam rencana keberangkatan mereka, tetapi diantarkan sekeranjang aprikot dengan catatan darinya terbawah, memutuskan hubungan mereka . Diatasi dengan keputusasaan, Emma tenggelam dalam depresi berat yang berdampak buruk secara fisik . Setelah beberapa waktu, Lheureux menawarkan "obat" untuk kesedihan Emma: tiket konser di Rouen . Saat berada di sana, Charles sekarang bekerja di sebuah firma hukum, yang menyarankan agar mereka menghadiri opera bersamanya pada malam berikutnya . Charles menolak, karena dia harus kembali ke Yonville untuk pekerjaannya, tetapi dia menyarankan Emma tinggal di hari ekstra .

Leon dan Emma bertemu keesokan paginya dan perselingkuhan yang penuh gairah . Kembali ke rumah, Emma memanipulasi Charles agar percaya bahwa dia mengambil pelajaran piano di Rouen, yang memungkinkan dia untuk kembali ke Leon setiap minggu . Pengeluaran Emma membawa Lheureux ke rumahnya, menuntut pembayaran dari Charles, yang terkejut dengan kejadian tersebut. berhutang . Lheureux berbicara kepada Emma secara pribadi, menyarankan agar dia meminta kuasa atas Charles dan menjual properti Charles' ayah yang baru saja meninggal untuk menghapus hutangnya . Bahkan dengan uang tambahan yang tertunda dan pengembalian banyak pembeliannya ke Lheureux, tidak mengurangi hutang 10.000 franc . Putus asa, dia mengunjungi Leon beberapa kali di tempat kerjanya . Dia tidak mampu untuk menyelamatkannya, dan seringnya kehadirannya membuat atasannya memaksa Leon memutuskan hubungan jika dia ingin mempertahankan hubungan dengan Leon. upaya terakhir, Emma mengunjungi Marquis, yang juga menolak uangnya . Karena tidak ada jalan keluar, Emma mengambil sebotol racun dari simpanan medis Charles' dan melarikan diri dari rumah . Dia menghabiskan botol itu dan terhuyung-huyung di sepanjang jalan setapak di hutan, di mana perjalanan mengunjungi Marquis ketika fantasi romantisnya sempat menjadi kenyataan . Setelah beberapa saat, dia pingsan dan menyerah pada racun .

Secara bersamaan, Charles menyadari Emma hilang, bersama dengan botol racunnya, dan dengan cepat mengerahkan tim pencari untukmenemukan istri tercintanya, tanpa sadar dia sudah terlambat menyelamatkannya .