在雕塑家黄俊赫的作品展上，一个美轮美奂的名为"娜塔莉"的女性雕塑震惊全场，令观众叹为观止。2000年的作品再次展示到公众面前，俊赫心情激动。原来，这两个男人同这个女神般的女子竟有着无法言喻的情感纠葛。随着他们的记忆被牵开一角，关于"娜塔莉"的秘密也渐渐浮出水面。深爱着一个女人的两个男人，他们交错的爱情记忆。 有着致命美感因而受到世界认定的雕刻作品《娜塔莉》，人们尽管感叹不已，但背后模特的原型是谁和她的故事却一概不知，雕刻家黄俊赫（李成宰饰）在自己作品展中再次公开这个数十年前的巨作，展示会的最后一天，美学评论家张玟宇（金智勋饰）前来，和黄俊赫说他知道这模特的原形是一名叫吴美兰（朴贤真饰）的女子，并设法把自己和吴美兰的回忆告诉他，并多次强调和吴美兰是爱人关系，一向平稳冷淡的黄俊赫怒斥其言语，并声称自己才是吴美兰的爱人，但二人所称和她的回忆时间却相差甚远，俊赫和玟宇的这个“娜塔莉”究竟是什么身份，二人从回忆开始追踪这背后隐藏的真正秘密。
《娜塔莉的情人》最大的看点并不只是3D的魅力，而是影片中隐藏在爱情之下的秘密，故事情节抓住了观众的心。该片展现了一段令人印象深刻的三角爱恋，片中用3D技术来表现三名男女交错复杂的爱情和隐藏在其中的秘密无疑是一种全新的尝试，演员细腻的感情演技也通过立体影像全部传达给观众。是被普遍看好的一部影片，该片在揭露雕塑背后隐藏的秘密的同时，讲述一个时光交错的三角恋情的故事。
但“过犹不及”刚好可以形容该片的宣传效应，“3D色情片”、“超过《色戒》的床戏尺度”等等吸引眼球的噱头，将所有对这部戏的焦点都集中在了“床戏”上，反而让观众忽略了剧情本身。在技术上很出色，有如就在面前一样真实，但观看完的感觉并不美好，3D感情戏效果也并不理想。该片上映前就有评论家指出比起神秘的剧情，尺度才是观众关心的实质，这对影片本身来说并不是好事。由于观众的关注点不在真正的剧情上，使得该片上映后反应冷淡。
