Lo sceneggiato tratto dal romanzo di Flaubert inizia con un'introduzione di Carla Gravina, che racconta della vicenda reale che ispirò lo scrittore. La storia viene ripercorsa anche attraverso la simulazione del processo intentato nel 1857 contro la presunta oscenità del romanzo. Il giovane medico Charles Bovary resta vedovo e conosce Emma Rouault, figlia di un suo paziente, che sposa poco dopo. Il padre di Emma spera, col matrimonio, di aver sottratto la figlia al suo umile destino. Emma, tuttavia, è subito colpita dalla mediocrità dell'ambiente cui si è legata. Il marchese di Andervilles, giunto per farsi visitare da Charles, invita i due coniugi a un ballo presso il suo castello.

Dopo il ballo nel castello, Emma si crogiola nel ricordo della vita lussuosa di cui ha goduto per quella notte e non riesce più a tornare alla sua, molto più umile, ed assume un atteggiamento severo ed ostile. Charles decide, nel tentativo di far star meglio la moglie, di trasferirsi da Tostes a Yonville. Quando i due si spostano lì Emma è già in stato incinta, ma conosce subito Léon Dupuis, uno studente di giurisprudenza, di cui accetta il corteggiamento. Léon tuttavia, per via degli studi, deve partire per Parigi.

Emma è in preda ad una profonda depressione e continua a pascersi del sogno di una vita altra, traendo nutrimento dai romanzi. La donna conosce poi Rodolphe Boulanger, un ricco proprietario terriero che conduceva la sua vita fra vizi e lussi, col quale intrattiene una relazione. Charles, nel frattempo, spinto dalla moglie, tenta un difficile intervento di piede equino per cercare gloria nella sua professione. Emma, per fuggire dalla mediocrità, non vorrebbe altro che partire con Rodolphe, ma questi non condivide lo stesso desiderio.

Rodolphe non è pronto ad abbandonare tutto per dedicarsi ad Emma, che è solo una delle sue tante amanti, e le indirizza una lettera per confessarglielo prima di partire da solo. Emma cade nuovamente in depressione e si rifugia nella religione. Charles, nel frattempo, per le spese folli della moglie, è costretto a chiedere prestiti e firmare cambiali. A Rouen i due coniugi si recano all'opera ed Emma a teatro incontra di nuovo Léon. Madame Bovary si reca dal farmacista Homais, che le comunica la morte del padre di Charles. Nel frattempo, i debiti continuano a rincorrere Charles.

Emma, per poter andare spesso a trovare Léon, finge di prendere lezioni di piano a Rouen una volta alla settimana. Le spese folli della signora, tuttavia, iniziano a destare sospetti: per pagare i suoi debiti, Emma usa la sua procura sui beni del marito e decide di vendere una proprietà di sua suocera. In una visita a Rouen, Emma e Léon si addormentano dopo aver giaciuto insieme. Preoccupato, Charles sta per andare a cercarla nella vicina cittadina, quando Emma rientra in casa dicendo al marito di essersi sentita male. Charles, su consiglio della madre, toglie la procura sui beni a Emma, che si sente per questo autorizzata ad intensificare le visite a Rouen. I creditori giungono, insistenti, in casa Bovary.

Anche la relazione con Léon ormai annoia Madame Bovary, che ritrova nell'adulterio le stesse meschinità che ravvisa nel matrimonio. Nel frattempo, Emma riceve una lettera dal tribunale in cui le viene detto che, se non pagherà 8000 franchi entro 24 ore, le sarà sequestrato tutto quello che ha. Disperata, la donna si reca dai suoi amanti e corteggiatori a chieder loro la somma, che le viene negata da ciascuno. In modo penoso, così come aveva vissuto, Emma muore dopo aver assunto dell'arsenico.