In einer Zeit des gesellschaftlichen Wandels treffen die beiden wichtigsten Analytiker der menschlichen Psyche aufeinander: C.G. Jung (Michael Fassbender) und Sigmund Freud (Viggo Mortensen) arbeiten an bahnbrechenden Erkenntnissen, die das moderne Denken revolutionieren sollen. Als die verführerische Sabina Spielrein (Keira Knightley) auftaucht, geraten sie an ihre Grenzen.  
 
In seine Klinik in Zürich eingeliefert, ist Sabina für Jung nicht nur eine psychisch labile Patientin von vielen. Der geheimnisvollen Anziehungskraft seines Studienobjekts kann er sich nicht entziehen und eine leidenschaftliche Affäre beginnt. Als diese jäh endet, flüchtet Sabina zu Jungs Mentor Sigmund Freud nach Wien, der sich ihrer Faszination ebenso wenig entziehen kann. Er nimmt sie bei sich auf und bildet sie zur Analytikerin aus. So wird Sabina Spielrein letztlich zur Muse beider.  
In dieser fatalen Dreiecksbeziehung verschwimmen die Grenzen ihrer Wissenschaft in einem Strudel aus geheimen Sehnsüchten, tief verwurzelten Ängsten und unterdrückter Begierde. In einem Machtkampf intellektueller Eitelkeiten werden aus einstigen Freunden erbitterte Gegenspieler.
 
Regie-Provokateur David Cronenberg ist ein Spezialist für menschliche Abgründe und gelangt mit EINE DUNKLE BEGIERDE an ihre Ursprünge. Nach wahren Begebenheiten beleuchtet der Film die Entwicklung der Psychoanalyse und die verborgenen Motive um die eigenen sexuellen Abgründe, die C.G. Jung und Sigmund Freud antrieben. In dem mit Viggo Mortensen, Keira Knightley, Michael Fassbender und Vincent Cassel hochkarätig besetzten Drama sind die Grenzen der menschlichen Psyche erst der Anfang.