Mathieu Faber est un notable d’un certain âge qui habite une belle et grande demeure à Séville. Un jour, il annonce à son domestique qu’il quitte la ville pour Paris. À la gare, les gens assistent bientôt à une scène étrange : alors que le train se met en marche, le vieil homme jette un seau d’eau sur son interlocutrice, une belle jeune femme restée à quai. Intrigués, ses voisins de compartiment ne savent comment réagir. Mathieu Faber décide de leur raconter son histoire et la relation particulière qu’il entretient depuis des années avec cette femme nommée Conchita…

Cet obscur objet du désir est le trente-deuxième et dernier film de Luis Buñuel. Ce dernier avait déjà écrit dans les années 1950 une première adaptation du livre de Pierre Louÿs, La Femme et le pantin (1898), mais le projet avait été abandonné. Buñuel a voulu repartir de zéro en signant un tout nouveau scénario avec la collaboration de Jean-Claude Carrière. Comme dans Tristana, l’histoire d’amour décrite est celle entre un homme âgé – déjà interprété par Fernando Rey, acteur fétiche de Buñuel – et une femme beaucoup plus jeune que lui. Pour ce rôle, le cinéaste a eu la brillante idée de faire appel à deux actrices a priori opposées. Elles vont chacune interpréter une facette différente du personnage de Conchita : la femme froide, élégante et cérébrale campée par Carole Bouquet, et la femme sensuelle et plus extravertie incarnée par Ángela Molina.