Carol White (Julianne Moore) é uma dona de casa de classe média alta que vive com o marido e o enteado na Califórnia, a rotina de Carol é essencialmente ginástica, encontrando amigos e supervisionando a nova decoração da casa, no entanto, nem tudo vai tão bem: ela começa a sentir dor e náusea, e começa a ter insônia e tosse. Apesar desses sintomas, todos os médicos dizem que sua saúde é perfeita. Insatisfeita, Carol visita um grupo de pessoas que acreditam estar doentes devido ao acúmulo de produtos químicos no ambiente Depois disso, ela mudou completamente sua vida.
Muitas cenas interiores, como a de Carol, foram filmadas na casa da família do diretor Todd Haynes. O exterior do restaurante em Saint-Tropez (a cena pós-jantar em que Carol não ri da piada sobre o vibrador) foi filmado usando o exterior da casa dos pais de Haynes, que vivem na rua que abre o filme.