München 1955: Robert Krohn (Hilmar Thate), ein Sportreporter, lernt den ehemaligen Ufa-Star Veronika Voss (Rosel Zech) kennen, eine aufregende und attraktive Frau. Sie gibt sich rätselhaft. Robert wird ihr Geliebter. Er versucht, das Geheimnis um Veronikas Leben zu entwirren.

Von ihrem früheren Mann (Armin Mueller-Stahl) erfährt Robert, wie es um Veronika Voss wirklich steht: erst das Ende einer glanzvollen Karriere bei der Ufa, dann die Zerrüttung der Ehe, später fing Veronika an zu trinken. Filmangebote kamen nicht mehr. Veronika ist morphiumsüchtig geworden und in der Hand der skrupellosen Ärztin Dr. Katz (Annemarie Düringer), die depressive, alleinstehende Menschen drogenabhängig macht, um sich dann Zugang zum Vermögen ihrer Patienten zu verschaffen.

Robert und seine Freundin Henriette (Cornelia Froboess) versuchen, der Ärztin eine Falle zu stellen. Das Unternehmen scheitert, Henriette wird ermordet. Einige Tage später wird auch Veronika in dem kleinen Zimmer neben der Praxis von Frau Dr. Katz tot aufgefunden, als Opfer von Schlaftabletten. Ohne Morphium hat Veronika Voss das Leben nicht mehr ausgehalten.