在霓虹闪烁却寒意逼人的东京新宿，名为“性的囚徒”的故事并非关于肉体的沉沦，而是一场关于灵魂在欲望牢笼中的无声窒息。故事的主人公佐藤健一，是一位看似体面实则内心荒芜的图书管理员。他的生活如同他管理的书籍一样，被整齐地归档在无人问津的角落，直到那个雨夜，他偶然捡到了那本没有封皮的日记。
这本日记属于一位名叫由美的神秘女子，字里行间记录着她在不同男性面前的伪装与挣扎。由美是这座城市里最耀眼的交际花，却也是最深陷囹圄的囚徒。她周旋于权贵、艺术家和落魄诗人之间，用身体换取金钱、地位或是片刻的虚假温情。然而，在那华丽的皮囊之下，她渴望的不过是一个能看穿她所有面具、拥抱她破碎灵魂的人。健一在阅读日记的过程中，逐渐被由美的痛苦所牵引，他发现自己竟成了唯一能读懂她内心独白的人。
命运的安排让两人相遇在一家深夜营业的老旧咖啡馆。由美认出了健一就是那个曾无意中触碰过她日记的人，而健一则被由美那双在灯光下闪烁却透着绝望的眼睛深深吸引。他们开始了一段禁忌而隐秘的交往。由美试图向健一展示真实的自己，卸下所有的防备与表演；而健一则试图用他平淡而坚定的爱，去填补由美内心那个巨大的空洞。然而，在这个被欲望异化的都市里，真实的爱情显得如此格格不入。
随着交往的深入，由美过去的阴影开始反噬。那些曾经被她利用过的男人，如今化身为复仇的幽灵，威胁要揭露她的过去，摧毁她仅存的尊严。与此同时，健一也发现自己被卷入了一场精心策划的阴谋。原来，由美的日记并非偶然遗失，而是她故意留给健一的求救信号。她试图通过健一来逃离这个由金钱和欲望编织的牢笼，但牢笼的钥匙早已不在她手中。
高潮在一个暴雨如注的夜晚降临。由美决定彻底切断与过去的所有联系，与健一私奔。然而，在车站的月台上，等待他们的不是自由，而是由美曾经最恐惧的真相——她发现健一并非单纯的图书管理员，而是受雇于某个财团，专门负责收集像由美这样“特殊人物”软肋的侦探。原来，健一接近她，从一开始就是一场精心设计的猎捕。这一刻，由美眼中的光彻底熄灭，她重新戴上了那副华丽的面具，笑着对健一说：“你终于来了，我的新主人。”
电影的最后，镜头拉远，展现了东京这座巨大的城市。无数像由美一样的人在霓虹灯下穿梭，他们看似自由，实则都是被欲望、金钱和孤独囚禁的囚徒。健一站在雨中，手中紧握着那本日记，却感到前所未有的空虚。他意识到，自己也是这座牢笼中的一员，只不过他以为自己握有钥匙，殊不知自己只是另一条锁链。影片在一种压抑而凄美的氛围中结束，留给观众无尽的思考：在这个物欲横流的时代，究竟谁才是真正的自由的灵魂，谁又是那个永远无法逃脱的性的囚徒？
