《克洛伊》讲述了事业有成、家庭幸福的女医生凯瑟琳（朱利安·摩尔 Julianne Moore 饰），总是被诊所楼下的一个应召女郎牵绊着目光。音乐教授戴维（连姆·尼森 Liam Neeson 饰）生日当晚错过凯瑟琳准备的惊喜派对，第二天凯瑟琳又看到丈夫手机里收到学生发给他的暧昧短信，一切似乎验证了凯瑟琳长期以来对于丈夫不忠的怀疑。为了证实自己的猜测，凯瑟琳雇佣应召女郎克洛伊（阿曼达·塞弗里德 Amanda Seyfried 饰）去考验丈夫。在克洛伊向凯瑟琳的汇报里，关于她与戴维的交往细节令凯瑟琳感觉到极度伤心，被背叛和失落的情绪笼罩的凯瑟琳和克洛伊发生一夜情。凯瑟琳在外过夜的事情令戴维极为不悦，在夫妻二人争吵的过程中，面对妻子对于自己不忠的指控，戴维坚决否认。三人之间的关系扑朔迷离，凯瑟琳的家庭遭受严重危机……
Suspecting her husband of infidelity, gynecologist Dr. Catherine Stewart hires an escort named Chloe in order to test his faithfulness. Soon, the relationships between all three intensify.
