1919년 우리나라 최초의 관비 유학생으로 일본에 건너간 윤심덕은 동경음악대학에 적을 두고 야망을 불태운다. 자유분방함과 넘치는 매력으로 그녀 주위에는 항상 연모의 눈길을 보내는 남학생들이 있다. 그러던 중 윤심덕은 유학생들이 결성한 극예술협회의 중심인물인 김우진과 만난다. 와세다대학에서 연극을 공부하던 그는 고향에 아내와 딸을 둔 유부남이었다. 불같은 성격으로 거침없는 윤심덕과 나약하고 섬세한 김우진은 걷잡을 수 없는 사랑에 빠져들고, 홍난파는 윤심덕을 사랑하지만 깊은 우정으로 두 사람을 대한다. 성악가에서 대중가수로 전락하면서도 김우진을 보살피는 윤심덕, 절망한 김우진은 다시 일본으로 도피한다. 처음 만난 곳에서 재회한 둘은 서로의 사랑을 확인하고, 현해탄 선상에서 동반자살한다.