1766. Ciudad de Grasse, Sur de Francia
Se ha congregado una multitud en la plaza mayor de la ciudad para presenciar el ajusticiamiento del perfumista Jean-Baptiste GRENOUILLE (Ben Whislaw). La multitud se entusiasma cuando le arrastran hasta el balcón principal encadenado con grilletes, y estalla en una ovación cuando se pronuncia la sentencia.

22 años antes. París
La MADRE de Grenouille (Birgit Minichmayr) le da a luz envuelta por el hedor del mercado de pescado parisino, en el mes más cálido del año. Ella intenta ocultar al niño no deseado entre las tripas de pescado desechadas, en la parte baja de su puesto. Sin embargo, el bebé, como tocado por el destino, lanza un grito desesperado y consigue llamar la atención de un pasante. Las autoridades arrestan a la mujer y la decapitan por intentar asesinar a su propio hijo.

Grenouille pasa los primeros años de su vida en el orfanato de MADAME GAILLARD (Sian Thomas). Los otros niños intuyen enseguida que el recién llegado es distinto, les infunde miedo e intentan asfixiarlo poco después de su ingreso. Pero Mme. Gaillard no piensa renunciar al subsidio que le supone tener al niño allí y le salva la vida. A los tres años, y a pesar de no poder caminar ni hablar, resulta evidente que Grenouille posee un extraordinario sentido del olfato. Gatea por lo suelos del orfanato, aprendiendo a experimentar el mundo que le rodea a través de su poder olfativo.

Cuando el chico cumple 13 años, el gobierno municipal deja de subvencionar su alojamiento a Madame Gaillard, así que ésta decide venderle por 10 francos a GRIMAL (Sam Douglas), el dueño de una curtiduría. El trabajo que allí ejerce, manipulando pestilentes nitratos y pieles putrefactas, es extremadamente peligroso, pero el chico sobrevive a aquellas infernales condiciones, crece y se convierte en un joven poderoso y resistente.

Durante su primera visita a París, en medio de la mezcla de olores urbanos, el viento transporta hasta Grenouille el aroma más exquisito que jamás haya podido sentir. Extasiado, persigue la esencia por las avenidas y callejones, bajo la luna, hasta llegar a su origen: una bella VENDEDORA DE CIRUELAS (Carolina Herfurth). A la chica le parece notar una leve corriente gélida en la nuca y se da la vuelta para ver los ojos de Grenouille clavados en los suyos. A punto de lanzar un grito, Grenouille le tapa la boca con la mano y la arrastra hacia las sombras para evitar ser visto por una pareja que se acerca. Desde la oscuridad, observa cómo los amantes se besan mientras la chica que está sujetando lucha por tomar aire. Finalmente, la pareja dobla la esquina y Grenouille suelta a la vendedora, para descubrir que la acaba de matar. Desesperadamente, intenta capturar su fragancia, beber de ella y contenerla entre sus manos como si fuera un líquido. Pero el irresistible olor se desvanece con la vida de la joven y Grenouille siente una inmensa pérdida por la esencia que acaba de desaparecer. Capturar ese aroma de nuevo será la tarea que le ocupará durante el resto de su vida.

Grenouille se presenta como aprendiz al perfumista BALDINI (Dustin Hoffman), un hombre cuyo negocio está fracasando y que está desesperado por hallar una nueva y “exclusiva” fragancia. Grenouille le demuestra rápidamente su habilidad para la creación de nuevos aromas, una perfección que restablecerá la reputación de Baldini. A cambio, le pedirá al viejo maestro que le enseñe el arte de capturar y conservar esencias. Cuando aprende que la esencia de un ser vivo no puede destilarse en una fragancia, Grenouille casi muere del desmayo. Sin embargo, aún hay una posibilidad: el misterioso método del enfleurage. Baldini le cuenta que el único lugar donde se lleva a cabo es en la ciudad de Grasse. Allí podrá encontrar el conocimiento que está buscando.

Grenouille parte inmediatamente hacia Grasse. En una cueva del Macizo Central descubre que él carece de olor personal, como si no existiera. Esta experiencia le trastorna y decide crear una esencia propia que le haga irresistible.

De camino a Grasse, le pasa por delante un carruaje de mercancías en el que también va la bella hija del comerciante RICHIS (Alan Rickman), LAURA (Rachel Hurd-Wood). Grenouille huele algo en el aire. Ahí está de nuevo, ese aroma maravilloso y fatal que sólo había notado una vez en la vida. Una esencia que debe poseer.

Grenouille firma un contrato como oficial en el pequeño taller de perfumería de MADAME ARNULFI (Corinna Harfouch). Recibe un modesto sueldo y una cabaña sin ventanas en la que podrá dormir. Se propone dominar el arte del enfleurage y capturar así cualquier esencia que desee.

Durante las semanas siguientes, alguien está asesinando a las muchachas jóvenes y excepcionalmente bellas. El comerciante Richis es el único que sospecha de que el malvado es un obseso coleccionista de belleza. Al principio sólo sucede con las chicas campesinas – una pastora, una vendedora de limones, una lechera – pero cuando llega la hora de las bellas hijas gemelas de su amigo TALLIEN (Carlos Reig) y encuentran sus cadáveres desnudos y con las cabezas afeitadas, Richis comienza a temer seriamente por la vida de su hija Laura.

Ya se han hallado doce muchachas muertas. Grenouille abre un pequeño armario y contempla doce frascos de cristal, cada uno de ellos solamente contiene unas pocas gotas de aceite de color ámbar. Sólo le falta una esencia, una última nota que completará su perfume.

El pánico se generaliza. Los lugareños atrancan las puertas y aseguran las ventanas. Un sospechoso es arrestado por las muertes, pero Richis está convencido de que las autoridades se han equivocado. Cubierto por el negro manto de la noche, huye de la ciudad con su hija y se la lleva a un albergue seguro de la costa. Sin embargo, Grenouille sigue la fragancia de Laura hasta el Mediterráneo. A la mañana siguiente, cuando Richis halla el cuerpo desnudo de su hija, con sus bellos rizos esquilados, se desploma de la desesperación.

Grenouille se arrodilla ante una pequeña hoguera en el bosque, donde ha instalado su equipo. Una pequeña gota de aceite cae del extremo de un alambique dentro de un pequeño frasco y la mezcla con las otras doce esencias. Mientras esconde el perfume en el bolsillo, olfatea el aire en todas direcciones. Está rodeado de soldados, que le apresarán. De regreso a Grasse, confiesa fácilmente los crímenes, aunque permanece en silencio acerca de los motivos que le empujaron a cometerlos.

Una gran multitud se agolpa en la plaza mayor de Grasse el día de la ejecución, aunque Grenouille se las ingenia para verter unas gotas de su perfume sobre su muñeca. El viento transporta la fragancia a los asistentes de la plaza y toda la masa de gente siente una embriagadora sensación de amor por el acusado y por todo lo que les rodea y se funde en una gran orgía multitudinaria. Incluso Richis lleva sus brazos alrededor del asesino de su hija, implorándole perdón. Grenouille, que nunca había experimentado el amor, se desmaya.

Grenouille todavía tiene suficiente perfume para encantar al mundo entero, y regresa a su lugar natal, el mercado de pescado de París. Se embadurna con todo el perfume y se deja devorar –literalmente- por las personas que creen que le aman. Todo lo que queda de él es el frasco… con una última gota del perfume más valioso del mundo.