Lors d'un voyage en train, un quinquagénaire distingué se met à raconter son histoire à ses compagnons de voyage intrigués. Tout a commencé lors de la vague d'attentats terroristes organisés par le GAREJ (Groupe Armé Révolutionnaire de l'Enfant Jésus). Mathieu, c'est le nom du barbon, est séduit par la beauté de sa nouvelle femme de chambre. Il est veuf et lui fait une cour empressée, qu'elle repousse en arguant de sa virginité. Il la perd de vue puis la retrouve dans diverses occasions. Le récit et le voyage de Mathieu continuent, émaillés d'étranges incidents...
Dernier film du réalisateur espagnol Luis Buñuel, Cet obscur objet du désir réunit toutes les obsessions du maître. Armé d'un humour corrosif, Buñuel y décrit brillamment la mécanique d'un désir sans fin, à la limite de l'obsession. Et comme pour mieux exprimer l'aveuglement du désir, Buñuel donne ici un même rôle à deux actrices que tout oppose : la belle et froide Carole Bouquet et la torride Angela Molina. Du désir charnel à la critique sociale il n'y a qu'un pas pour Buñuel, allègrement franchi par le réalisateur, qui signe ici un film résolument politique, abordant pêle-mêle les attentats, l'éducation religieuse et les rouages de la haute société.