Ninfomaníaca conta a jornada erótica de uma mulher, do seu nascimento aos 50 anos, pelos olhos da personagem principal, a auto-diagnosticada Joe (Charlotte Gainsbourg). Em uma noite fria de inverno, o velho solteirão Seligman (Stellan Skarsgard) a encontra semiconsciente e machucada em um beco. Depois de levá-la ao seu apartamento, ele cura seus machucados enquanto tenta compreender como as coisas podem ter dado tão errado para a personagem. Em oito capítulos, escuta Joe recontar sua multifacetada e luxuriante história de sua vida.