Marianne reist 1770 auf eine Insel in der Bretagne. Dort soll sie die Tochter einer Witwe malen, die gegen ihren Willen einen Adligen heiraten muss. Héloïse weigert sich deshalb, Modell zu stehen.

Im Jahr 1770 erhält die junge Malerin Marianne von einer verwitweten Gräfin einen seltsamen Auftrag: Sie soll auf eine abgelegene Insel in der Bretagne reisen, um dort von deren Tochter Héloïse ein Porträt zu malen. Diese wurde aus dem Konvent geholt und soll nun einen fremden Adeligen aus Mailand heiraten - das Porträt ist ein Geschenk für den zukünftigen Ehemann und soll die von ihrer Mutter arrangierte Ehe besiegeln. Héloïse lehnt die Heirat allerdings ab und weigert sich, Modell zu sitzen. Marianne soll sich als Gesellschafterin ausgeben und Héloïse bei Spaziergängen heimlich studieren. Abends porträtiert sie Héloïse aus dem Gedächtnis. Die beiden Frauen kommen sich bei den Spaziergängen näher, und als das Porträt fertig ist, beschließt Marianne, Héloïse ihre wahre Identität und den eigentlichen Grund ihrer Anwesenheit zu verraten. Héloïse äußert sich daraufhin verächtlich über das Gemälde. Marianne, schwer von Héloïses Worten getroffen, verwischt das noch frische Gemälde und macht es somit unkenntlich. Als die Gräfin beschließt, Marianne fortzuschicken, erklärt sich Héloïse überraschenderweise bereit, für Marianne Modell zu sitzen. Die beiden fühlen sich immer mehr zueinander hingezogen.

"Porträt einer jungen Frau in Flammen" ist Céline Sciammas vierter Spielfilm. Der Film wurde bei den Internationalen Filmfestspielen von Cannes mit dem Preis für das "Beste Drehbuch", das Céline Sciamma selbst schrieb, ausgezeichnet. 2020 wurde der Film von der César Akademie in der Kategorie "Beste Kamera" prämiert und beim Chicago International Film Festival 2019 gewann er als "Bester Spielfilm" im internationalen Wettbewerb.