《大眼睛》故事发生在上个世纪60年代，一种名为“大眼孩子”的插图流行起来。不久，其作者沃尔特·基恩遭到起诉，被指责盗取他人作品，而对方正是沃尔特的妻子玛格丽特。玛格丽特表示，大眼孩子的绘画原本出自她之手，性格内向的她每天在地下室里作画，而丈夫沃尔特仅仅是在画作下方签上自己的名字进行销售而已。最终二人婚姻破裂。事情闹上法庭后，法官让二人现场作画，沃尔特推三阻四，借口不断，最终版权案真相大白。

当红女歌星周媚报案声称被人强暴，待刚从警官学校毕业上班没多久的女警官苏明赶到其寓所调查时，她却摆出拒人千里之外的态度，要翻案，这让苏明心生蹊跷。而周媚所在公寓的保安员前来自首时所说的前后不搭的供词，加深了苏明的疑惑，她决定为这个差不多定性的案子多跑几趟。在精神病医师肖健的协助下，苏明发现前来自首的保安员不过是在幻想犯罪，真正的强暴犯另有其人。当一段埋藏在深层的隐情被掀开时，苏明也意识到自己一直被某种情绪压抑着，要获得新生，必须进行一次彻底的释放。

1950，广播里正在宣传户口制度，突然一声“哐当”的巨响，沈寒秋紧张得白色的吊带裙一肩滑落，阳光照在她满是青紫伤痕的胳膊：对岸的阳光青年苏明涛骑着自行车高唱着《喀秋莎》。桌上有两张神秘字条，一张写着“T55”。沈寒秋一声叹息，突然一双脚狠狠地将她踹倒在地。