Durante l'epoca napoleonica, alla fine dell'Ottocento, i baroni Edoardo e Carlotta si sono ritirati nella loro splendida villa in una grande tenuta della Toscana, dopo essersi sposati in seguito al fortuito incontro in un museo, che li ha ricongiunti dopo anni d'incertezza. Poiché la tenuta va ristrutturata, il barone Edoardo vi invita l'amico architetto Ottone, perché se ne occupi. A sua volta, Carlotta vuole offrire ospitalità alla figlioccia Ottilia, una diciottenne cresciuta in collegio, timida e senza malizia. Le giornate si susseguono serene con dissertazioni sulle "affinità elettive", fenomeno per il quale in natura alcune sostanze si dividono in presenza di elementi estranei per creare successivi accoppiamenti. Sembra che tali "affinità elettive" tendono a verificarsi anche fra gli ospiti della villa: Edoardo avverte di essere attratto dalla grazia di Ottilia, mentre l'architetto ha un'attrazione per l'enigmatica Carlotta, al punto da confondere del tutto le coscienze dei quattro. Durante una notte i due sposi si uniscono pensando ciascuno al proprio segreto oggetto del desiderio. La successiva notizia che Carlotta è rimasta incinta determina un ritorno violento alla realtà e ai doveri di Edoardo che, lacerato dall'angoscia, decide di partecipare alla guerra che si sta svolgendo in Europa al fine di cercarvi la morte: ferito gravemente viene amorevolmente assistito da Ottone. Frattanto, rimaste sole nella villa, Carlotta e Ottilia sono tutte prese dall'importante evento: ricamano corredini, fanno ipotesi sul nome da dare al nascituro. Finché i due uomini s'affrettano a far ritorno alla villa per la nascita del piccolo che, stranamente, ha i capelli rossi come quelli dell'architetto e un neo sul mento come quello di Ottilia. Suggestionati da questo fatto mentre Ottone cerca di dichiarare il suo amore a Carlotta, Edoardo vuole confermare ad Ottilia la sua passione per lei. Successivamente mentre Ottilia si trova in barca con il piccolo neoato l'imbarcazione ondeggia ed il bambino cade nell'acqua e muore. Ottilia, che si considera colpevole di quella morte, decide di vivere appartata nella villa, servita da un'inesperta ragazzina, che l'aiuta involontariamente a morire di fame. Anche Edoardo muore angosciato per la morte di Ottilia. Entrambi vengono sepolti, per disposizione di Carlotta, in un'unica tomba.
