Akcja filmu według scenariusza Antonia Trashorrasa (autor "Kręgosłupa diabła" w reżyserii Guillerma del Toro) toczy się w Barcelonie na początku XX wieku. Tytułowa agnozja to opisane przez doktora Freuda zaburzenie odbioru bodźców wzrokowych, słuchowych lub czuciowych na skutek uszkodzenia tkanki nerwowej w mózgu. Na skutek wypadku, któremu uległa w dzieciństwie, cierpi nań bohaterka filmu Joana (Barbara Goenaga), dziedziczka fortuny zbudowanej przez jej ojca, twórcę teleskopów i wynalazcę. Jako jedyna zna tajemnicę wynalazku, której pragnie właścicielka niemieckiej fabryki broni Prevert (Martina Gedeck).