Русь начала XV века. Страну раздирают княжеские междоусобицы. Набеги татар, голод и мор преследуют народ... В эту трагическую эпоху появляется на Руси великий живописец, жизни и творчеству которого посвящен фильм. Сведения о нем скудны и отрывочны. Лишь немногие творения гениального мастера дошли до нас. Авторы фильма стремились воссоздать духовный мир Андрея Рублева.
Фильм рассказывает о жизни русского иконописца Андрея Рублёва. Повествование, разделённое на 8 новелл-эпизодов с 1400 по 1423 год, рассказывает о жизни Руси XV-го века, увиденной глазами странствующего монаха Рублёва. Отдельные новеллы по смыслу мало связаны друг с другом, но передают общую картину, складывающуюся как мозаика. Завязка сюжета — уход из монастыря трёх монахов-богомазов: Даниила, Кирилла и Андрея Рублёва.
Пережидая непогоду, монахи останавливаются в избе, где даёт представление бродячий артист —скоморох. Не успевает он отдохнуть после представления, как по доносу неизвестного, его избивают и увозят стражники.
Артель художников, которая только что расписала храм для великого князя, подвергнута жестокой пытке. Всем мастеровым выкололи глаза, чтобы они не могли больше создать ничего подобного.
Языческий праздник — ночь под Ивана Купала в глухой деревне. Праздник греховной плоти, следуя древним обрядам обнажённые юноши и девушки перед глазами художника купаются в реке. На следующее утро он видит охоту стражников князя на язычников.
Новелла «Набег». Княжеские междоусобицы приводят к страшному набегу на Владимир татаро-монгольской орды. Разграбление города храма татарскими воинами. Фрески и иконы Рублёва изуродованы и гибнут под сапогами захватчиков. Рублёв видит, как один из варваров тащит за волосы юродивую девушку, и спасает её, разбивая воину голову топором.
Все эти страшные картины воспринимаются, как испытание веры Рублёва. Через весь фильм проходит философский спор Рублёва и Феофана Грека. Разочарованный и надломленный Рублёв возвращается в свой монастырь, сомневаясь нужны ли его иконы людям. Сомнениям и страданиям Рублёва противопоставлено спокойное и умиротворённое религиозное восприятие мира Феофана. Он наставляет Андрея и просит его, несмотря ни на что, продолжать творить. Один из монахов — Кирилл в начале сюжета, проклиная Феофана, уходит из монастыря. Но он возвращается вместе с Рублёвым и униженно припадает к ногам настоятеля монастыря, умоляя простить его грехи.
Рублёв, искупая страшный грех — убийство человека, берёт на себя обет молчания. Судя по сюжету, он держит обет пятнадцать лет.
Последняя новелла «Колокол» становится апофеозом фильма. В разрушенном городе Владимире нужно отлить новый колокол для звонницы храма. Слуги князя пытаются отыскать колокольного мастера, но после набега и эпидемии в живых никого не осталось. Единственный, кого им удалось найти — это юноша Бориска, сын одного из мастеров, который якобы знает «секрет литья». Князю не остаётся ничего другого, как поручить несовершеннолетнему парнишке отливку огромного колокола. Бориска, понимая всю ответственность задачи, возглавляет работу артели в сотни человек. Сложнейший заказ князя выполнен, и в установленный срок колокол поднят на временную звонницу для испытаний. Наступает момент истины, язык колокола, раскачавшись, касается стен инструмента и могучий голос плывёт над землёй. Рублёв, наблюдающий это чудо, решает завершить свой обет и говорит Бориске:
Вот пойдем мы с тобой вместе. Ты колокола лить, я иконы писать... Какой праздник для людей...
Финальные — цветные кадры картины — показывают знаменитую «Троицу» Рублёва