El reconocido profesor en simbología de Harvard, Robert Langdon (Tom Hanks), recibe un mensaje del Vaticano solicitando su ayuda con una investigación. En la Ciudad del Vaticano se está llevando a cabo un evento muy importante, el Cónclave responsable de elegir al nuevo Papa. Dada la situación todo el poder de la Iglesia, en este momento, recae sobre el Camarlengo Patrick McKenna (Ewan McGregor). Es él quien le cuenta a Langdon que los Illuminati -grupo sobre el que se encuentra investigando el profesor- está secuestrando y matando a los "preferiti", es decir, aquellos cardenales predilectos para ocupar el puesto de Papa-. No conformes con esto, los Illuminati están planeando un atentado en contra del Vaticano con el arma más mortífera con que cuenta la humanidad, la antimateria. La misión de Langdon será encontrar a los cardenales secuestrados y frustrar los planes de los Illuminati siguiendo los símbolos antiguos que se encuentran en la ciudad de Roma. En esta misión lo apoyará la científica italiana, Vittoria Vetra (Ayelet Zurer), a quien han enviado directamente desde Suiza. Juntos tratarán de salvar al mundo antes que el tiempo se agote.
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