Desesperado por un descanso después de la muerte de su madre Nicole, perdiendo su trabajo, y una pelea en un bar que pone a la policía tras él, Evan Russell hace un repentino viaje a Italia por capricho. En un hostal, Evan se hace amigo de los turistas británicos Tom y Sam y se une a ellos en un viaje por carretera por la costa italiana.

Evan conoce a una atractiva joven llamada Louise, que intenta traer a Evan a casa, pero Evan insiste en una cita. Louise se niega.

Tom y Sam se van a Ámsterdam. Evan se queda y responde a un anuncio de trabajo del anciano viudo Angelo, que ofrece una habitación a cambio de trabajar en su granja.

Evan se encuentra con Louise de nuevo. Los dos hablan en un museo donde Evan observa una pintura de una mujer con dos ojos de diferente color. Evan y Louise terminan en una cita de un día que dura hasta la noche. La noche termina en el sexo, aunque Louise descarta primero el condón de Evan.

Louise se despierta y se va abruptamente cuando ve que está mutando físicamente. Louise mata a un gato del callejón cuando sale.

Evan continúa trabajando en la granja de Angelo. Louise se auto-administra las inyecciones que retrasan su metamorfosis.

Evan encuentra a Louise de nuevo y vuelven a su casa para pasar la noche. Louise secretamente se inyecta otra vez cuando su piel muta una vez más. Evan pasa la noche allí y se vuelve curioso cuando ve una jeringa en el suelo del baño.

Evan y Louise se reúnen para cenar. Evan pregunta por la aguja. Louise explica furtivamente que tiene una enfermedad. Evan hace que un camarero les tome una foto y ve que la cara de Louise está extrañamente distorsionada en la imagen.

Louise abandona abruptamente el restaurante cuando Evan se niega a hablar de su familia. Evan sigue a Louise a la playa y su conexión se profundiza cuando se abre sobre su madre y su padre. Para revelar algo sobre ella misma, Louise se quita un lente de contacto y le muestra a Evan que tiene dos ojos de diferente color.

Louise se ve obligada a tomar otra inyección cuando comienza a transformarse en el trabajo. Louise muta en un edificio abandonado hasta que pinta en una pared con la sangre de su conejo mascota y come su carne cruda. Louise se quita la piel y vuelve a la normalidad.

Evan encuentra más obras de arte en un museo local con mujeres con heterocromía. Compra un libro cuya portada es la primera pintura que vio con Louise y se lo regala.

Louise lleva a Evan en su bote de remos. Más tarde, durante la cena, Louise se ve obligada a irse inmediatamente cuando se siente transformada. Un turista americano la acosa en un callejón y Louise lo asesina.

Evan va a ver a Louise y ella le dice que ya no pueden verse. Louise se disculpa por haber llevado a Evan, pero le explica que él no está listo para estar con ella y que deben seguir adelante por separado. Evan hace una petición antes de irse con el corazón roto.

Evan agradece a Angelo por todo lo que el granjero le proporcionó y le enseñó en los días anteriores y se despide. Evan huye de la policía que cree que es de inmigración, aunque en realidad están investigando el asesinato que Louise cometió.

Evan regresa una vez más a la casa de Louise y entra cuando escucha una violenta conmoción dentro. Evan se sorprende al ver a Louise retorciéndose en el suelo, habiéndose transformado en una criatura anfibia con tentáculos y colmillos. Evan encuentra una jeringa y le administra una inyección. Louise vuelve a la forma humana.

Evan le pide a Louise que le explique lo que le está pasando. Louise le dice que tiene 2.000 años y que es la mujer con dos ojos diferentes en todas las pinturas del museo. Louise explica que es inmortal, y se transforma en una nueva persona cada 20 años. Para ello, Louise primero se embaraza para que su cuerpo se alimente de las células madre embrionarias al final de su ciclo de mutación de una semana. Louise intenta controlar sus mutaciones con inyecciones sintéticas hechas de animales, pero no son tan efectivas. Louise revela que hizo que Evan la embarazara a propósito para alimentarse de las células del niño.

Louise le dice a Evan que sólo queda un día para su transformación. Evan la convence de pasar ese día con él, así que van juntos a Nápoles.

Mientras las mutaciones van y vienen, Luisa revela que es posible que se convierta en mortal. Si está realmente enamorada de alguien, su cuerpo producirá una hormona que impide el consumo de las células embrionarias y utiliza en su lugar células adultas inactivas. El proceso convertiría a Louise en una persona totalmente humana y en una madre. Sin embargo, Louise insiste en que no está enamorada de Evan y está destinada a convertirse en una criatura al final de su ciclo. Evan tiene la esperanza de que puedan crear una familia juntos.

Luisa lleva a Evan a las ruinas volcánicas de Pompeya para mostrarle dónde nació. Luisa pone su cabeza en el regazo de Evan después de advertirle que puede volverse violenta cuando se transforme. Se oyen sonidos de metamorfosis mientras el volcán entra en erupción en el fondo. Sin embargo, se revela que Louise permanece en forma humana.