Venedig 1753. Weil Casanova (Heath Ledger) als Kind (Eugene Simon) von seiner Mutter (Helen McCrory) verlassen wurde, sucht er obsessiv nach seiner Traumfrau und verführt ein Mädchen nach dem anderen. Wegen seines unsittlichen Lebenswandels ist er der Kirche und der staatlichen Obrigkeit ein Dorn im Auge. Nach einer Nacht, die er mit der Novizin Beatrice (Lauren Cohan) im Nonnenkloster verbracht hat, flieht er im letzten Augenblick vor den anrückenden Soldaten, die ihn festnehmen wollen, übers Dach und landet im Auditorium der Universität, wo die als Mann verkleidete Francesca Bruni (Sienna Miller) gerade mit einer Gegenrede zu einem frauenfeindlichen Vortrag beginnt. Die Soldaten ergreifen Casanova, und kurz darauf verurteilt ihn der Inquisitor Dalfonso (Ken Stott) zum Tod. Als sich herausstellt, dass es sich bei der Zeugin Beatrice, die behauptet, von Casanova verhext worden zu sein, um die Schwester eines Kardinals im Rom handelt, wird das Urteil gleich wieder aufgehoben, um dem kirchlichen Würdenträger einen Skandal zu ersparen. Allerdings stellt der Doge (Tim McInnery) Casanova vor die Entscheidung zwischen Eheschließung und Verbannung.

Widerwillig begibt Casanova sich mit Hilfe seines Dieners Lupo (Omid Djalili) auf Brautschau. Seine Wahl fällt auf Victoria Donato (Natalie Dormer), eine tugendsame Jungfrau, die von ihrem Vater (Stephen Greif) streng bewacht wird. Von einem Fenster des Palazzo gegenüber beobachtet Francescas jüngerer Bruder Giovanni Bruni (Charlie Cox) das Geschehen. Seit längerer Zeit schmachtet er Victoria an, und als er Zeuge ihrer Verlobung wird, fordert er Casanova wütend zum Duell. Der weigert sich darauf einzugehen, aber Lupo gerät mit dem jungen Heißsporn in Streit, und am Ende verabreden er und Giovanni sich für den nächsten Morgen zum Duell. Weil es Casanova in der kurzen Zeit nicht gelingt, dem ungeschickten Diener die Handhabung des Degens beizubringen, setzt er eine Maske auf und springt für ihn ein. Auch sein geschickt fechtender Gegner verbirgt sein Gesicht. Nach ein paar Minuten entdecken die Sekundanten, dass weder Lupo noch Giovanni kämpfen: Während Casanova seinen Diener vertritt, ist Francesca für ihren Bruder eingesprungen. Das Duell wird beendet.

Beim Anblick der schönen, mutigen und intelligenten Francesca bereut Casanova seine Verlobung mit Victoria. Weil Francesca sich abfällig über den stadtbekannten Casanova äußert, von dem sie nicht weiß, wie er aussieht, stellt er sich unter falschem Namen vor. Allerdings ist auch Francesca bereits verlobt, und zwar mit dem reichen Kaufmann Pietro Paprizzio (Oliver Platt) aus Genua, dessen Besuch Francescas verwitwete Mutter Andrea Bruni (Lena Olin) in Kürze erwartet. Weil Casanova außerdem das Gerücht hört, Francesca habe einen heimlichen Liebhaber, beschattet er sie und beobachtet tatsächlich, wie sie aus dem Haus eines gewissen Bernardo Guardi (Philip Davis) kommt. Bei ihm handelt es sich jedoch nur um einen alten Säufer, der Francesca seinen Namen für ihre frauenkämpferischen Pamphlete leiht.

Als Paprizzio mit seinem Segelschiff in Venedig eintrifft, fängt Casanova ihn und dessen Diener Fulvio (Adelmo Togliani) im Hafen ab, gibt sich als Bernardo Guardi aus, erklärt, das gebuchte Hotel sei inzwischen geschlossen worden und bringt die beiden in seinen eigenen Palazzo. Dort hält Lupo sie unter einem Vorwand fest. Casanova eilt zu Francesca und ihrer Mutter und behauptet, Paprizzio zu sein. Er habe bisher einen falschen Namen benutzt, um sich persönlich von der Tugend seiner Braut überzeugen zu können.

Während Casanova noch bei Andrea und Francesca Bruni ist, betritt Bischof Pucci (Jeremy Irons) den Raum. Er reiste gerade aus Rom an, um Casanova festzunehmen. Inzwischen hat er von den ketzerischen Schriften Bernardo Guardis gehört und erkundigt sich nach ihm. Francesca läuft sofort zu ihrem Bekannten, kommt jedoch zu spät und kann seine Verhaftung nicht verhindern. Die Männer, die ihn vernehmen, finden allerdings bald heraus, dass er weder lesen noch schreiben kann. Jemand anderes scheint seinen Namen als Pseudonym benutzt zu haben.

Kurz darauf wird Casanova von Bischof Pucci, der davon ausgeht, Paprizzio vor sich zu haben, dazu gedrängt, bei der Aufspürung Casanovas zu helfen. Dafür verspricht der Geistliche dem vermeintlichen Kaufmann das Schmalz-Monopol im Vatikan.

Am Abend besucht Casanova alias Paprizzio mit Francesca und ihrer Mutter Andrea einen Maskenball. Victoria, der Casanova versprach, sie auf den Ball zu führen, reißt ihrem Vater aus und sucht nach ihrem Verlobten. Casanova führt sie so weit wie möglich von Francesca weg, kann aber nicht verhindern, dass er dort nach einer Weile von Francesca, Andrea und Victorias Vater entdeckt wird. Victoria versteckt sich unter dem Tisch, und Casanova benötigt seine Geistesgegenwart, um zu verhindern, dass sein Doppelspiel durchschaut wird.

In der Zwischenzeit nehmen Bischof Pucci und sein Helfer Andolini (Ben Moor) in Casanovas Palazzo Paprizzio fest, von dem sie annehmen, dass es sich um Casanova handelt. Erst unter der Folter wird der Irrtum aufgedeckt. Daraufhin kommt Paprizzio frei und eilt zusammen mit Pucci zum Maskenball. Dort trifft der Kaufmann auf Andrea Bruni, glaubt, es handele sich um seine Verlobte und ist von ihr entzückt. Andrea reagiert zunächst verwirrt auf das Auftauchen eines zweiten Paprizzio, aber der reiche Kaufmann gefällt ihr.

Casanova, dem nicht entgeht, dass man ihm dicht auf den Fersen ist, besteigt mit Francesca einen Heißluftballon und schwebt mit ihr davon.

Casanova weiß bereits, dass Francesca die Autorin der unter dem Namen Bernardo Guardi verbreiteten Pamphlete ist. Francesca fragt ihn, wer er wirklich sei. Als Casanova seinen richtigen Namen nennt, löscht sie die Flamme, und sie stürzen ab. Glücklicherweise verletzten sie sich nicht.

Bischof Pucci verhaftet Casanova wegen seines unsittlichen Lebenswandels und seiner ketzerischen Schriften. Bevor Francesca sagen kann, dass die Pamphlete von ihr stammen, behauptet Casanova, sie verfasst zu haben und wird abgeführt.

Victoria erzählt dem Bischof, Casanova habe ihr gewaltsam die Unschuld geraubt. Sie sei bereit, vor Gericht gegen ihn auszusagen. Pucci, der Casanova endlich am Galgen sehen möchte, verspricht ihr, er werde ihre Unschuld wiederherstellen, und als sie daran zweifelt, dass dies möglich ist, erklärt er, die Kirche sei zu allem fähig.

Wenn Sie noch nicht erfahren möchten, wie es weitergeht,
überspringen Sie bitte vorerst den Rest der Inhaltsangabe.

In der Gerichtsverhandlung übernimmt Francesca als Advokat Dr. Giordano aus Padua verkleidet die Verteidigung des Angeklagten. Sie erklärt, Casanova habe die Schriften nicht verfasst und die Schuld nur auf sich genommen, um die Frau zu schützen, die ihn liebt. Als das Gericht ihr das nicht glaubt, gibt sie sich als Frau zu erkennen und gesteht, die Autorin zu sein. Daraufhin werden sie beide zum Tod verurteilt: Francesca als Ketzerin, Casanova als „Jungfrauenschänder“.

Man bringt sie zum Marktplatz, wo bereits das Schafott aufgebaut ist, und der Henker legt ihnen die Schlingen um den Hals.

Der vom Bischof erwartete Kardinal Lopresta verspätet sich. Pucci verliert schließlich die Geduld und erhebt sich, um das Zeichen für die Hinrichtung zu geben. In diesem Augenblick trifft eine Kutsche mit dem Kardinal und dessen Pflegerin ein. Der Kardinal erklärt, der Papst habe anlässlich seines heutigen Geburtstags alle zum Tod Verurteilten begnadigt und ordnet die sofortige Freilassung der beiden Delinquenten an, ohne den Protest des Bischofs zu beachten. In Wirklichkeit handelt es sich bei den beiden gerade Eingetroffenen um Casanovas Mutter und ihren Liebhaber Tito (Leigh Lawson), einen Schauspieler. Sie sind gekommen, um Casanova und Francesca vor dem Galgen zu retten. Ein Kind ruft, die Farbe, mit dem das Wappen des Kardinals auf die Kutsche gemalt wurde, sei noch feucht. Auf dem Marktplatz bricht ein Tumult aus. Darüber wundert sich der echte Kardinal Lopresta (Robert Levine), der nun eintrifft.

Casanova und Francesca, aber auch Andrea Bruni und Pietro Paprizzio, die bereits ein Liebespaar sind, Giovanni Bruni und Victoria Donato, Lupo und Fulvio rennen zum Schiff des Genueser Kaufmanns. Bevor die Segel gesetzt werden, bietet Giovanni, der inzwischen von einer Prostituierten (Elisabeth Riva) in die Liebe eingeführt wurde, Casanova an, dessen Identität zu übernehmen und es ihm dadurch zu ermöglichen, mit Francesca in Venedig zu bleiben.

„Victoria und ich lebten glücklich bis ans Ende unserer Tage – nur nicht gemeinsam“, hören wir den falschen Casanova sagen, der als alter Mann die Geschichte erzählt.