Pilar huye en plena noche de su casa, situada en un barrio periférico y residencial de Toledo; lleva consigo a su hijo de unos ocho años. En su huida busca refugio en casa de su hermana, una restauradora de arte que lleva una vida independiente al lado de su pareja, ambos residen en la parte vieja e histórica de Toledo.
Pilar es una víctima más de violencia de género, que intenta rehacer su vida y empieza a trabajar como cajera de visitas turísticas en la iglesia que alberga el cuadro El Entierro del Conde de Orgaz. A través de su nuevo trabajo comienza a relacionarse con otras mujeres. Antonio, su marido, emprende su busca y su recuperación, promete cambiar y busca ayuda en un psicólogo. Pilar le da otra oportunidad a su marido, con la oposición de su hermana, que es incapaz de entender su actitud.
A pesar de los esfuerzos de Antonio por seguir los consejos de la terapia, su personalidad violenta e inseguridades le pueden y acaba desnudando y humillando públicamente en un balcón a su mujer.
La película termina con un final abierto en el que Pilar, escoltada por sus compañeras de trabajo, recoge sus cosas del domicilio para emprender una nueva vida, mientras Antonio la mira pensativo.
Según palabras de Icíar Bollaín:
«"Te doy mis ojos" cuenta la historia de Pilar y Antonio pero también de quienes los rodean, una madre que consiente, una hermana que no entiende, un hijo que mira y calla, unas amigas, una sociedad y una ciudad como Toledo que añade con su esplendor artístico y su peso histórico y religioso una dimensión más a esta historia de amor, de miedo, de control y de poder».
