Na trama, Nina Hoss, em sexta parceria com o diretor, é Nelly Lenz, uma mulher que sobreviveu ao holocausto nazista e que teve seu rosto desfigurado enquanto esteve presa. De volta a uma Alemanha devastada pela guerra, ao final do conflito, com faixas cobrindo todo o rosto, ela está com uma amiga, uma militante sionista que auxilia judeus sobreviventes do holocausto. E a ajuda no período em que ela estiver se adaptando ao novo rosto que a cirurgia de reconstrução facial trará. Mas, por mais que os médicos tenham se esforçado para deixá-la parecida com quem ela era, aquela nova mulher que nasceu da cirurgia é uma desconhecida.
E é como desconhecida que ela vaga pelos escombros da cidade em busca do marido Johnny (Ronald Zehrfeld), um sujeito de caráter questionável, que passa a vê-la como uma mulher que poderia se passar por sua falecida esposa, e assim ele poderia faturar uma grana com a família dela. Aos poucos, então, Johnny vai tentando transformar aquela estranha que ele encontrou em Nelly. Aos poucos, também, ela vai descobrindo que o marido teve uma importante participação em sua prisão.
Daí PHOENIX ser também um filme sobre redenção e renascimento. Como o próprio título indica, é sobre uma mulher que renasce das cinzas. E o modo como ela finalmente renasce, na cena final, em que canta "Speak low" é uma das mais arrepiantes do cinema contemporâneo. Nesse sentido, o filme de Petzhold é também bastante devedor dos melodramas de Rainer Werner Fassbinder, que tão bem lidou com personagens femininas sobreviventes do caos em que o país mergulhou após o fim da Segunda Guerra Mundial.