Belo Quinto, uma fictícia cidade no sudeste do Brasil, recebe a visita do padre Andrew Kiernan (Gabriel Byrne), que foi mandado pelo Vaticano para investigar uma igreja que tem a estátua de uma santa que verte lágrimas de sangue. Lágrimas estas que começaram no dia em que o padre Paulo Almeida, o responsável pela igreja, morreu. Enquanto Kiernan fotografava a estátua, que sangrava, um garoto furta um rosário que estava junto do corpo do falecido e vende o terço para uma turista, que por sua vez manda de presente para Frankie Paige (Patricia Arquette), sua filha, que é cabeleireira em Nova York. Em pouco tempo, ela passa a ser vítima de "estigmas", chagas idênticas às de Cristo, e é Andrew Kiernan o encarregado de investigar o fenômeno. Inicialmente Kiernan descarta a possibilidade dos "estigmas", pois todos os "estigmatas" são pessoas bastante religiosas e Paige não acredita em Deus. Mas Kiernan vê o suficiente para quebrar os padrões estabelecidos pelo Vaticano, e acredita que se ele não fizer nada, Frankie pode morrer. Gradativamente, ele pass a suspeitar que seu superior, o cardeal Daniel Houseman (Jonathan Pryce), não quer que toda a verdade venha à tona.