Alla fine del film Tutta colpa di Freud, Francesco rinuncia ai suoi sentimenti per Claudia, la donna di cui è innamorato, e decide di aiutarla a riavvicinarsi al marito Alessandro, sacrificando così la sua felicità per il bene di sua figlia Emma. Emma, che ha capito il sacrificio del padre, riconosce che la sua relazione con Alessandro l’avrebbe solo portata a soffrire. Marta, dopo un litigio con Fabio, ricomincia la loro relazione imparando la lingua dei segni, mentre Sara si innamora della vigilessa del fuoco che l’ha salvata da un tentato suicidio.
La trama della pellicola diretta da Paolo Genovese ruota attorno a Francesco, uno psicanalista cinquantenne, separato e padre di tre figlie: Sara, una donna lesbica che, dopo l’ennesima delusione amorosa negli Stati Uniti, torna decisa a diventare etero; Marta, una giovane donna che gestisce la libreria del nonno; ed Emma, una diciottenne che ha una relazione con Alessandro, un architetto cinquantenne sposato con Claudia.
Quando Francesco scopre che Emma frequenta Alessandro, un uomo della sua stessa età, lo convince a seguire delle sedute di psicoterapia, apparentemente per aiutarlo a separarsi dalla moglie, ma in realtà con l’intento di farli riconciliare. Solo più tardi Francesco scoprirà che Claudia, la moglie di Alessandro, è proprio la donna di cui è innamorato, ma che non ha mai avuto il coraggio di avvicinare.
Nel frattempo, Sara tenta di adattarsi a una relazione eterosessuale con Luca, ma quando scopre di essere attratta dalla cugina di lui, Barbara, fugge spaventata. Tornata a casa, trova Luca che l’ha lasciata per fuggire con Barbara, e, disperata, tenta il suicidio. Marta, invece, scopre che un uomo sordo di nome Fabio, che frequenta la sua libreria, ha rubato alcuni libri per poter seguire le opere rappresentate al Teatro di Roma. Nonostante le difficoltà iniziali, i due cominciano a frequentarsi.
Alla fine, Claudia ed Emma scoprono l’una dell’altra proprio quando Alessandro si rende conto di amare ancora sua moglie e viene lasciato da entrambe. Francesco, pur provando sentimenti per Claudia, sceglie di sacrificare la sua felicità per far sì che lei e Alessandro si riavvicinino. Emma capisce così che il padre ha messo da parte la sua unica occasione di essere felice per proteggere lei. Marta riprende la sua relazione con Fabio, iniziando a imparare la lingua dei segni, e Sara si innamora della vigilessa del fuoco che l’ha salvata dal tentato suicidio.
Con un cast che include Marco Giallini nei panni di Francesco, Vittoria Puccini, Anna Foglietta, Laura Adriani, Alessandro Gassmann e Claudia Gerini, Tutta colpa di Freud mescola momenti di leggerezza a situazioni più profonde e riflessive, creando un ritratto toccante e divertente delle dinamiche familiari e delle sfide che l’amore può portare con sé.