New York, 1952 Carol , een elegante rijke en getrouwde vrouw gaat in een warenhuis op de vooravond van Kerstmis op zoek naar een cadeau voor haar dochter. Daar ontmoet ze Thérèse , een meisje van in de twintig dat in het warenhuis werkt. Thérèse verlangt naar een ander leven en omdat ze beiden alleen zijn met Kerstmis, stelt Carol haar voor samen een geïmproviseerde reis te maken naar het midden van Amerika.
Ze worden verliefd op elkaar en beginnen een relatie. Carol zit echter gevangen in een liefdeloos huwelijk en is bang om de voogdij van haar dochter kwijt te geraken bij een echtscheiding.
Wanneer Carols verhouding met Thérèse aan het licht komt, neemt Carols echtgenoot wraak door haar geschiktheid als moeder aan te vechten. Een onverwachte gebeurtenis gooit hun beider levens overhoop. Gebaseerd op het boek van Patricia Highsmith.