Le film retrace les aventures de Gustave H, l’homme aux clés d’or d’un célèbre hôtel européen de l’entre-deux-guerres et du garçon d’étage Zéro Moustafa, son allié le plus fidèle. La recherche d’un tableau volé, oeuvre inestimable datant de la Renaissance et un conflit autour d’un important héritage familial forment la trame de cette histoire au coeur de la vieille Europe en pleine mutation.

Alors qu'il est à Berlin pour donner une conférence, un homme tombe dans le coma, victime d'un accident de voiture. Plus tard, une fois réveillé, il apprend qu’un autre homme a pris son identité et cherche à le tuer. Avec l’aide d’une jeune femme, il va tout mettre en œuvre pour prouver qui il est.