Arnaud Ducamp, marchand d'art international en rupture de ban, est un tableauiste obsessionnel, toujours sur la piste d'un chef d'œuvre perdu. Lorsqu'un matin, après une soirée trop alcoolisée, il se réveille dans une poubelle, c'est le déclic, il doit repartir à la chasse: cette fois, ce sera un tableau de Modigliani, un mystérieux Nu féminin mentionné dans les mémoires du commissaire priseur Maurice Rheims. Le cas est compliqué: le parcours de l'œuvre, depuis son exécution en 1916, est chaotique et laisse de nombreuses zones d'ombres. Mais toutes semblent ramener à un secret de famille, lié à la vie tumultueuse de Modigliani. Accompagné d'Ilona, jeune chercheuse polonaise à la beauté sensuelle et moqueuse, Arnaud se lance à corps perdu dans son enquête. Car il n'y a qu'un moyen pour retrouver le Nu féminin: se plonger dans son passé tout en réactualisant ses connaissances anatomiques. Entraînés dans la quête d'un tableau perdu, un Nu féminin de Modigliani, Arnaud Ducamp, un marchand d'art et Ilona, une jeune chercheuse, voient leur relation érotique évoluer en une passion amoureuse.