20代後半のフリーランスドキュメンタリスト、オ・ドゥナは人間の脳に関する医学ドキュメンタリーを制作する過程で、脳腫瘍手術の権威である神経外科医チェ・ミョンジンに出会う。脳腫瘍手術の撮影許可を得て、彼とのインタビューを始めるうちに、ドゥナとミョンジンはお互いに惹かれ合う。妻と子供がいるミョンジンは、少し大胆で風変わりなドゥナの中に自分自身の姿を見出し、儚い欲望の対象のようにドゥナを求めるが、ドゥナは共に未来を夢見ることのできないミョンジンとの絶望的な愛の中で自殺を考えるようになる。ミョンジンもまた、死の恐怖に直面し、自分自身への愛憎の感情を静かに表出する母親を見つめながら、ドゥナとの関係をこれ以上続けられないように様々な言い訳を作り出す。ドゥナは、自分を避けるミョンジンの感情を確認するために最後に彼を訪ねるが、何も変わっていないことを悟る。ついにドゥナは自殺を決意し、実行の瞬間だけを準備する。そしてカブトムシに関する撮影は、困難な制作環境の中でも終わりへと向かう。自ら死を選ぼうとするドゥナと、死んでいく母親の前で無力感しか感じられないミョンジン。そしてこの二人とは違い、死の淵で脳腫瘍手術の勧告を拒否し、人生の最後の時間を満たすために目的地もなく進んでいくミョンジンの患者、ヒス。それぞれの方法で死の恐怖と人生に対処する彼らの心理ロマンスが繰り広げられる。