Duas histórias se desenvolvem em paralelo no filme: a primeira se refere à gênese do romance que dá título ao filme: "O Mistério..." é um folhetim escrito a quatro mãos por Eça de Queirós e Ramalho Ortigão para o jornal Diário de Notícias em 1870. A segunda é a reconstituição cinematográfica do folhetim, um emaranhado de relações proibidas.