Undine (Paula Beer) lebt in Berlin. Eine kleine Wohnung am Alexanderplatz, ein Honorarvertrag als Stadthistorikerin, ein modernes Großstadtleben auf Abruf. Als ihr Partner Johannes (Jacob Matschenz) sie verlässt, bricht ihre Welt zusammen. Der Zauber ist zerstört. In den alten Mythen heißt es, dass Undine, wenn ihre Liebe verraten wird, den untreuen Mann töten und ins Wasser zurückkehren muss, aus dem sie einst gekommen ist.

Undine widersetzt sich diesem Fluch der zerstörten Liebe. Sie begegnet dem Industrietaucher Christoph (Franz Rogowski) und verliebt sich in ihn. Es ist eine neue, glückliche, ganz andere Liebe – voller Neugier und Vertrauen. Atemlos verfolgt Christoph ihre Vorträge über Berlin, die auf den Sümpfen erbaute Stadt; mühelos begleitet Undine ihn bei seinen Tauchgängen in die versunkene Welt eines Stausees. Doch Christoph spürt, dass sie vor etwas davonläuft. Undine muss sich dem Fluch stellen – denn diese Liebe will sie nicht verlieren.

Undine ist Christian Petzolds faszinierende zeitgenössische Neuinterpretation des Mythos der geheimnisvollen Wasserfrau, die nur durch die Liebe eines Menschen ein irdisches Leben führen kann: ein modernes Märchen in einer entzauberten Welt, eine Liebesgeschichte auf Leben und Tod.