В Лувре поздно вечером происходит убийство куратора Жака Соньера, тело которого обезображено странными знаками. Полиция считает, что убитый так сам себя исполосовал. Его убийца, Сайлес, звонит некоему Учителю и докладывает, что четверо человек, сообщивших ему перед смертью одну и ту же информацию, убраны. Некое братство создало краеугольный камень, на котором знаками зашифровано, где хранится секрет этого братства. Все четверо убитых показали, что карта находится в парижской церкви Сен-Сюльпис. Учитель требует срочно достать эту карту.

Полиция обращается за помощью к профессору религиозной символики Гарвардского университета Роберту Лэнгдону. Никогда ранее не знавший Лэнгдона, Соньер назначил приехавшему накануне в Париж профессору встречу.

Из Нью-Йорка в Рим вылетает епископ Арингароса, отец-председатель братства «Опус Деи». С недавних пор за братством наблюдает специальная группа, так как некоторые его члены были замечены в неблаговидных поступках, но братство находится под эгидой Ватикана. Недавно на некоторых членов братства были совершены нападения. Арингароса получает известие, что Сайлес нашёл краеугольный камень.

Лэнгдона привозят в Лувр на место преступления. По мнению полиции, Соньер находился у себя в кабинете, когда на него напали. Он выбежал в галерею и включил сигнализацию, сорвав со стены картину. Вход в галерею перекрыла опустившаяся решётка, и убийца выстрелил в куратора через неё. Соньер прополз довольно большое расстояние и умер. Полиция обнаружила его обнажённым, лежащим на спине с раскинутыми руками и ногами. В центре живота была нарисована пятиконечная звезда — пентакл. В темноте, рядом с трупом были видны пурпурные буквы и цифры. Убийца бесследно исчез.

Сестра церкви Сен-Сюльпис Сандрин встречает прибывшего в Париж представителя «Опуса Деи».

Пытаясь расшифровать написанное, Лэнгдон приходит к выводу, что Соньер своей позой скопировал знаменитую картину Леонардо да Винчи «Витрувианский человек».

Ведущий расследование капитан Безу Фаш передаёт снимки со знаками в отдел криптографии, и на место преступления прибывает криптограф Софи Нёве из судебной полиции. Она сообщает Лэнгдону, что он в опасности.

Арингароса встречается с Сайлесом, которому он когда-то спас жизнь, и с Учителем.

Софи сообщает Фашу, что набор цифр — это последовательность Фиббоначчи. Улучшив момент, она встречается наедине с Лэнгдоном и говорит ему, что он первый подозреваемый в убийстве, поэтому в карман ему подложили специальный маячок слежения. Помимо тайных знаков, написанных возле тела, была надпись, которую Фаш стёр: Соньер просил найти Лэнгдона. Надпись предназначалась не для полиции, а для неё, так как она внучка Соньера.

Софи осталась сиротой в четыре года. Её родители, бабушка и младший брат погибли в автомобильной катастрофе, и девочку вырастил дед. Десять лет назад, вернувшись домой без предупреждения, она застала деда в обществе странных людей, поклоняющихся какому-то предмету и совершающих странные обряды. Софи порвала с ним отношения. С тех пор они не виделись, хотя дед просил её о встрече.

С помощью Софи Лэнгдону удаётся сбежать из Лувра. Внимательно перечитав запись, Лэнгдон приходит к выводу, что это анаграмма слов «Леонардо да Винчи Мона Лиза», а последовательность Фибоначчи — это шифр.

Софи остаётся одна в Лувре. Она хочет найти «Мону Лизу» и узнать, что за таинственное послание ей оставил дед.

Сайлес приходит в церковь Сен-Сюльпис. Он просит сестру Сандрин оставить его одного, чтоб помолиться. Спрятавшись, сестра Сандрин наблюдает за ним.

Софи приходит на место преступления. Лэнгдон не убегает, а возвращается к ней. Подумав, он приходят к выводу, что в надписи возле покойного был зашифрован символ тайного общества, который Софи когда-то видела у деда. Осмотрев стекло на картине «Мона Лиза», они видят надпись кровью — один из фундаментальных принципов братства.

Софи осматривает другую картину Леонардо да Винчи «Мадонна в гроте». Там она находит необычной формы ключ, который она когда-то в детстве видела у деда, и который должен открыть шкатулку с множеством секретов. На ключе они видят адрес.

Лэнгдона арестовывает агент службы безопасности Лувра, но Софи спасает его.

Сайлес, думая, что он в церкви один, достаёт из тайника Библию, чтобы выяснить, где находится краеугольный камень. Сестра Сандрин звонит связным членам братства и выясняет, что они все убиты.

Софи и Лэнгдон сбегают от полиции. Лэнгдон рассказывает о братстве «Приорат Сиона», печатью которого помечен ключ. Тамплиеры передали братству привезённые из Иерусалима в Европу важные секретные документы, в которых речь идёт о чаше Грааля.

Ничего не найдя, Сайлес убивает сестру Сандрин.

Арингароса получает от Ватикана крупную сумму.

По указанному на ключе адресу находится швейцарский банк. Софи с Лэнгдоном находят сейф, но не знают номера счёта. Президент отделения банка Андре знает, что их подозревают в убийстве, их снимки уже распространены Интерполом. Софи рассказывает ему, что случилось. Полиция, следовавшая за ними, прибывает в банк. Берне согласен помочь скрыться, ему не нужны проблемы на территории банка, а Соньер был его другом. Лэнгдон вспоминает надпись возле тела покойного — это номер счёта.

В сейфе оказывается шкатулка с символом Приората Сиона на крышке. Взяв шкатулку с собой, Берне вывозит беглецов из банка незамеченными.

Сайлес кается Учителю, что не выполнил задание, но тот его успокаивает: он знает, кому Соньер передал информацию.

Внутри шкатулки оказывается криптекс, цилиндр с дисками. Криптекс изобрёл Леонардо да Винчи, но Соньер любил вырезать такие штуки из дерева. Поразмыслив и узнав от Софи об обряде, которое она видела в детстве, Лэнгдон приходит к выводу, что Соньер был одним из высших членов общества, которым доверена тайна, и в криптексе указано, где находится чаша Грааля. Должно быть ещё три человека посвящённых в тайну, видимо Соньер чувствовал какую-то опасность, если хотел доверить тайну внучке и ему.

Услышав по радио, что Софи и Лэнгдона обвиняют в убийстве ещё трёх человек, Берне требует, чтоб они отдали то, что Соньер доверил ему охранять. Софи и Лэнгдон сбегают, бросив Берне одного в лесу. Лэнгдон догадывается, что в братство проник предатель. Он решает обратиться к выдающемуся учёному Лью Тибингу, который занимается изучением чаши Грааля. Тибинг заинтересуется критпексом и не выдаст их полиции.

Выслушав Софи с Лэнгдоном, Тибинг показывает им картину Леонардо да Винчи «Тайная вечеря». У каждого из тринадцати участников вечери есть своя чаша, но Библия и другие легенды считают, что чаша Грааля появилась именно здесь. Тибинг считает, что чаша Грааля — не предмет, а человек, причём женщина, так как символ женского начала — сосуд. Эта женщина изображена на картине, и она — Мария Магдалина.

Согласно различным документам и древним свиткам Мёртвого моря, между Иисусом и Марией Магдалиной были романтические отношения, они были супругами. Кровь в чаше Грааля — это ребёнок Иисуса, которого носила в себе Мария Магдалина. Церковь скрывала этот факт и объявила Марию Магдалину блудницей, что не соответствовало действительности.

Чтобы спасти ребёнка, Мария бежала во Францию и родила там девочку Сару. Документы о жизни Иисуса, Марии и Сары были спрятаны и найдены тамплиерами. Поиск чаши Грааля — это поиск могилы Марии Магдалины.

Род Иисуса развивался, соединился с родом французских королей и основали Париж.

Слуга Тибинга Реми сообщает хозяину, что Лэнгдона и Софи разыскивает полиция. Чтоб Тибинг не сдал их властям, Лэнгдон показывает ему криптекс. Это видит прокравшийся под его окно Сайлес. Тем временем к дому Тибинга подъезжает полиция.

Поразмыслив, Тибинг, Софи и Лэнгдон приходят к выводу, что Соньер передал тайну братства Софи, так как остальные знавшие её убиты. Убийца должен быть подослан Церковью.

Тибинг изучает криптекс, а Лэнгдон в другой комнате рассматривает шкатулку. В ней он находит кусок дерева с надписью на неизвестном ему языке, но тут Сайлес ударяет его по затылку. Угрожая Софи и Тибингом пистолетом, Сайлес требует отдать ему криптекс. Тибинг выбивает у него пистолет.

В дом Тибинга врывается полиция, но Тибинг, Реми, Софи и Лэндокс, взяв Сайлеса успевают сбежать. Лэнгдону непонятно, как Сайлес мог их найти.

Тибинг предлагает улететь всем в Англию на своём самолёте. Поразмыслив над криптексом, беглецы решают, что нужно найти могилу тамплиеров, а зашифрованное слово — София. В криптексе лежит ещё один криптекс вместе с запиской, в которой сообщается, что нужно найти в Лондоне могилу рыцаря, похороненного Папой, и взять там шар.

Услышав новости, Арингароса понимает, во что он втянул Сайлеса, и решает лететь в Лондон.

Обманув английскую полицию, Тибинг вместе с Лэнгдоном, Софи, Реми и Сайлесом едут к могиле рыцаря в церковь, где похоронены тамплиеры. Пока Тибинг с Софи и Лэнгдоном находятся в церкви, Реми, который работает на Учителя и рассчитывает получить крупную сумму, освобождает Сайлеса. Сайлеса врывается с пистолетом в церковь, требуя отдать ему краеугольный камень. Лэнгдон угрожает разбить криптекс. Тогда Реми приставляет пистолет к виску Тибинга, и Лэнгдон отдаёт криптекс. Реми уводит Тибинга и отпускает Софи с Лэнгдоном.

В доме Тибинга полиция делает обыск. Выясняется, что его слуга Реми был когда-то замешан в мелких кражах. Также полици обнаруживает систему прослушивания людей.

Софи сообщает в полицию о похищении Тибинга. С ней разговаривает из Франции капитан Фаш. Он извиняется за обвинения и хочет встретиться с беглецами.

Сайлесу звонит Учитель и просит, чтоб Реми привёз ему камень в резиденцию «Опуса Деи».

В исследовательском центре Королевской библиотеки Софи с Лэнгдоном встречают библиотекаря Памелу Геттем.

Оставив Реми со связанным Тибингом в машине, Сайлес приходит в резиденцию. К машине приходит Учитель, которого никто ранее не видел. Он убивает Реми, забрав критпекс.

Памела изучает документы и приходит к выводу, что рыцарь — это Исаак Ньютон, Великий мастер Приората Сиона, который был проклят Церковью. Похоронен Ньютон в Вестминстерском аббатстве философом Александром Попом, чьё имя и слово «Папа» пишутся одинаково.

В резиденции «Опус Деи» Сайлеса арестовывают. Во время задержания он оказывает сопротивление и случайно ранит епископа Арангароса.

На могилу Ньютона приходят Софи и Лэнгдон, переживающие за Тибинга. Их видит спрятавшийся Учитель. Софи и Лэнгдон видят надпись на надгробии, в которой сообщается, где находится Тибинг.

В указанном месте они находят целящегося в них из пистолета Тибинга. Это и есть Учитель, который организовал убийство Соньера, семьи Софи и других людей, чтоб никто не узнал тайну Грааля. Тибинг инсценировал разговор с Реми и Сайлесом, обманув их. Теперь он хочет завладеть тайной криптекса.

Сайлес тащит раненого епископа, чтоб ему оказали помощь. Несколько месяцев назад, Арингаросу предложили, чтоб «Опус Деи» вышел из под опёки Ватикана. Когда епископ отказался, ему позвонил некто Учитель и предложил оказать содействие в поиске священной реликвии. Епископ сожалеет, что приказал Сайлесу слушаться Учителя.

Пытаяся перехитрить друг друга, Тибинг и Лэнгдон разгадывают, что означает шар на могиле — яблоко. Но тут полиция арестовывает Тибинга.

Сайлес умирает от полученного ранения.

Лэнгдон и Софи приезжают в Шотландию, в церковь, на которую указывает последняя запись в криптексе. Там они встречают женщину, у которой точно такая же шкатулка. Женщина оказывается бабушкой Софи, которая много лет живёт под другим именем. С бабушкой живёт младший брат Софи. Бабушка и брат не поехали тогда в машине и после случившегося вынуждены были скрываться.

Софи приобрела семью, а Лэнгдон должен уехать. Они договариваются встретиться вскоре во Флоренции.