세계 최대의 과학연구소 ‘CERN’(유럽 원자핵 공동 연구소)에서 우주 탄생을 재현하는 빅뱅 실험이 진행된다. 물리학자 비토리아(아예렛 주어)와 동료 실바노는 빅뱅 실험을 통해 강력한 에너지원인 반물질 개발에 성공하지만 실바노가 살해당하고 반물질이 사라지는 사건이 발생한다.

한편, 하버드대 종교기호학 교수 로버트 랭던(톰 행크스)은 교황청으로부터 의문의 사건과 관련된 암호 해독을 의뢰받는다. 새로운 교황을 선출하는 고대의식인 ‘콘클라베’가 집행되기 전, 가장 유력한 4명의 교황 후보가 납치되고 교황청에 일루미나티의 상징인 앰비그램이 나타난 것. 일루미나티는 ‘지구가 돈다’고 주장해 종교 재판을 받았던 갈릴레오, 코페르니쿠스 등 18세기 과학의 위상을 높이고자 했던 과학자들이 모여 결성했으나 카톨릭 교회의 탄압에 의해 사라진 비밀결사대. 500년만에 부활한 일루미나티는 4명의 교황 후보를 한 시간에 한 명씩 살해하고 마지막에는 CERN에서 탈취한 반물질로 바티칸을 폭파시킬 것이라며 카톨릭 교회를 위협한다.

사건을 해결하기 위해 로마 바티칸에 도착한 로버트 랭던과 비토리아는 곳곳에 숨겨져 있는 일루미나티의 단서를 파헤치며 그들의 근거지로 향하는 ‘계몽의 길’ 추적에 나서는데…