Maria Altmann, une octogénaire excentrique, confie au jeune avocat Randol Schoenberg une mission incroyable : l'aider à récupérer l'un des plus célèbres tableaux de Gustav Klimt, exposé dans un grand musée autrichien. L'oeuvre appartiendrait à la famille de la vieille dame et aurait été volée par les nazis. D'abord sceptique, Randol se laisse convaincre quand elle lui raconte sa jeunesse gâchée par l'invasion nazie, la spoliation des tableaux de sa famille, jusqu'à sa fuite aux Etats-Unis. Mais l'Autriche n'est pas prête à laisser partir sa Joconde. Maria décide d'intenter un procès au gouvernement autrichien..