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 из судебной полиции, Софи Нёве. 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 Фибоначчи. Улучив 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, чтобы 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, который 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, чтобы 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 основал Париж.
Слуга Тибинга, Реми, сообщает хозяину, что Лэнгдона и Софи разыскивает полиция. Чтобы 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 Лэнгдон, 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. Сайлес 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 полиция 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, чтобы 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 криптекс.
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 читают 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, чтобы никто не узнал тайну Грааля. Тибинг инсценировал разговор с Реми и Сайлесом, обманув их. Теперь он хочет завладеть тайной криптекса.
Сайлес тащит раненого епископа, чтобы ему оказали помощь. Несколько месяцев назад Арингаросу предложили, чтобы «Опус Деи» вышел из-под опеки Ватикана. Когда епископ отказался, ему позвонил некто Учитель и предложил оказать содействие в поиске священной реликвии. Епископ сожалеет, что приказал Сайлесу слушаться Учителя.
Пытаясь 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.