事业有成、生活幸福的女医生凯瑟琳·李（朱利安·摩尔饰）一直对楼下的应召女郎克洛伊心生情愫。当她发现丈夫戴维（连姆·尼森饰），一位音乐教授，生日当天未能如约参加派对，并且手机中还藏着一条学生发来的暧昧短信时，凯瑟琳的疑虑被进一步放大了。为了验证心中的猜测，她大胆地雇佣克洛伊来测试戴维的真实情况。随着克洛伊与戴维之间互动细节的逐渐揭露，凯瑟琳的情感防线开始崩溃。在经历了一段充满紧张和焦虑的事件后，她最终选择了在夜深人静时与克洛伊发生了关系。这一行为让原本平静的家庭生活变得支离破碎，戴维对此感到非常愤怒，并且两人之间的争吵愈演愈烈。在这场复杂的三角关系中，每一方都在极力保护自己的情感边界，但真相却愈发模糊难辨。《克洛伊》通过错综复杂的情节发展，探讨了婚姻中的信任与背叛、爱情的真伪以及人性深处的秘密。影片最终揭示了一个意想不到却又合乎情理的答案：每个人心中都有一个“克洛伊”，等待着被发现和面对。
