Cremona, 1681

Nicolò Bussotti es un fabricante de violines cuya esposa, Anna Rudolfi, está embarazada. Anna pide a su criada Cesca que le adivine el futuro de su hijo. Cesca no puede determinar el futuro de alguien que no ha nacido, pero se ofrece a leer el futuro de Anna utilizando las cartas del tarot. La primera, La Luna, significa que Anna tendrá una larga vida.

Mientras tanto, Nicolò ha fabricado un nuevo violín. Está a punto de barnizarlo cuando descubre que tanto ella como el niño han muerto. Angustiado, Nicolò regresa a su taller y barniza el violín con un color rojo. El violín, el último que Nicolò fabricó, va a parar a un orfanato de Austria.

Viena, 1793

Cesca da la vuelta a la segunda carta, El Ahorcado, que significa enfermedad y sufrimiento para los que rodean a Anna.

En el orfanato, el violín pasa a manos de Kaspar Weiss, un joven pero brillante prodigio del violín. Los monjes del orfanato piden a un profesor de violín, Poussin, que adopte al muchacho para favorecer su desarrollo. Poussin lleva a Weiss y al violín a Viena. Se enteran de que el príncipe Mannsfeld está de visita en Viena y busca un prodigio que le acompañe de vuelta a Prusia, prometiéndole una generosa recompensa. Poussin somete a Weiss a un estricto régimen de prácticas. Sin embargo, el régimen y el "Poussin Meter" (un metrónomo primitivo) hacen mella en el defecto cardíaco de Weiss. El día del recital, justo antes de empezar a tocar, el corazón de Weiss cede por el estrés y se desploma, muerto.

Weiss es enterrado en el orfanato donde creció. Cuando Poussin pregunta por el violín, los monjes le explican que lo enterraron con Weiss. Más tarde, el violín es robado por profanadores de tumbas que viajan en una procesión gitana y se lo llevan a Inglaterra.

Oxford, finales de 1890

La tercera carta de Cesca es El Diablo, y explica que Anna conocerá a un hombre apuesto e inteligente que la seducirá.

Lord Frederick Pope se encuentra con la procesión gitana acampando en su finca, mientras una gitana toca el violín. Le ofrece su hospitalidad a cambio del violín. Frederick encuentra grandes elogios en sus conciertos públicos con el violín, así como en sus composiciones, con su amante Victoria Byrd sirviéndole de musa carnal. Victoria, escritora, anuncia a Frederick que necesita viajar a Rusia para investigar una novela en la que está trabajando.

Mientras Victoria está ausente, Frederick pierde la inspiración para componer y degenera. Cuando Victoria no recibe sus cartas durante una semana entera, resuelve regresar inmediatamente. Pero cuando llega, lo encuentra en brazos de una nueva musa, la gitana violinista. En un momento de rabia, Victoria dispara al violín, rozándole el cuello y desprendiéndole las cuerdas y el cordal, antes de marcharse furiosa.

En su última carta a Victoria, Frederick le comunica que se va a suicidar y que le deja todo su patrimonio. El violín acaba en manos del criado chino de Frederick, que regresa a Shanghai y lo vende a un anticuario, que repara los daños. El instrumento se vende a una joven con su hija en la década de 1930.

Shanghai, finales de los años sesenta

Cesca predice que la cuarta carta, Justicia, significa que se avecinan tiempos difíciles, con un juicio y una persecución, en los que Ana será culpable.

En el caos de la Revolución Cultural china, cualquier idea u objeto considerado "burgués" es denunciado y debe ser destruido. Uno de los objetivos de la denuncia pública y la autocrítica es un profesor de música llamado Zhou Yuan, al que se reprende por su afición a la música clásica occidental. Un funcionario político, Xiang Pei, defiende con éxito a Zhou. Xiang regresa entonces a su residencia y recupera el Violín Rojo, regalo de su madre. Varios Guardias Rojos hacen una redada en el apartamento de Xiang tras enterarse de su existencia, pero no encuentran nada.

Xiang llega a casa de Zhou y le suplica que se lleve el violín para mantenerlo a salvo. Éste cede y promete mantenerlo oculto, mientras Xiang se marcha para enfrentarse a una posible persecución por parte de los funcionarios del Partido Comunista. Años después, la policía china entra en la casa de Zhou y encuentra su cadáver en medio de un "santuario" de docenas de instrumentos musicales. Tras este descubrimiento, el gobierno chino actual envía estos objetos a Montreal para su tasación y venta en subasta.

Montreal, 1997

La última carta, La Muerte, Cesca no la ve como una predicción de muerte, sino, debido a su posición invertida, como un renacimiento.

Charles Morritz llega a Montreal como tasador de los violines enviados por el gobierno chino. Casi de inmediato, se fija en el Violín Rojo y cree que puede ser el legendario último violín de Nicolò Bussotti. Encarga algunos trabajos al restaurador Evan Williams y envía muestras del barniz a un laboratorio de la Universidad de Montreal. Al mismo tiempo, compra una copia del Violín Rojo en una colección privada de Londres, la copia más parecida al original que existe.

Cuando llegan los resultados de las pruebas del barniz, Morritz se sorprende al saber que el barniz del violín contiene sangre humana. Nicolò había llevado el cuerpo de su mujer a su tienda tras su muerte y le había cortado la muñeca para recoger la sangre.