En 1891, à Arles, le facteur Joseph Roulin demande à son fils Armand de remettre une lettre à Théodorus van Gogh, le frère du peintre Vincent van Gogh qui s'est donné la mort. Armand est très récalcitrant : même si Van Gogh avait peint son portrait quelque temps plus tôt, Armand reste persuadé, comme la plupart des gens, que Vincent Van Gogh était un fou plus ou moins dangereux. Armand accepte à contrecœur pour faire plaisir à son père. Mais il apprend que le frère de l'artiste est mort quelques mois plus tard. La mission d'Armand semble ne plus avoir de sens, mais, dans l'intervalle, les premiers éléments qu'il a appris sur la mort du peintre lui ont donné envie d'en savoir plus. Dès lors, Armand se rend à Auvers-sur-Oise pour enquêter sur la vie intime et artistique de Vincent van Gogh.
Biographie du célèbre peintre hollandais Vincent van Gogh : sa piété, ses amours déchues, l'amour qu'il porte à son frère, son caractère et, surtout, sa dévotion obsessionnelle à la peinture et au dessin - responsables de sa « folie » - nous sont contés.
Le film se déroule en 1890 et présente les 67 derniers jours de la vie du peintre postimpressionniste Vincent van Gogh, depuis son arrivée en train à Auvers-sur-Oise, où il est soigné et protégé par le docteur Gachet, à sa mort consécutive à sa tentative de suicide.
Akira Kurosawa dit de ce film compose de huit reves: "Soleil sous la pluie", "le Verger aux pechers", "la Tempete de neige", "le Tunnel", "les Corbeaux", "le Mont Fuji en rouge", "les Demons gemissants", "le Village des moulins a eau": "Quand il reve, l'homme est un genie. Il est audacieux et intrepide comme un genie. Voila ce a quoi je me suis attache au moment de filmer ces huit reves. Pour faire un film de ce scenario, il etait indispensable de s'exprimer avec audace et sans peur... comme dans un reve."
Jo, une jeune québécoise de treize ans, est passionnée de dessin et adore le peintre Vincent van Gogh. Grâce à une bourse d'études, elle quitte son village pour suivre des cours dans une école de beaux-arts de la grande ville (Montréal). Un jour, Jo vend un de ses dessins à un homme rencontré par hasard dans un café. Quelque temps plus tard, Jo se rend compte, en consultant une revue d’arts, que son dessin a été vendu comme dessin de jeunesse de son idole Vincent Van Gogh. Jo part alors pour Amsterdam, à la recherche de l’imposteur.
Moi, Van Gogh propose une vision tout à fait nouvelle de l'artiste.
Cette vision est celle de Peter Knapp et de François Bertrand qui ont voulu un film à la fois centré sur le travail du peintre, construisant une relation intime avec l'homme, et résolument spectaculaire dans son traitement graphique grâce au procédé 70 mm/15 perforations - IMAX.
À la fin des années 1880, Vincent Van Gogh s'installe à Arles. Il séjournera ensuite à Saint-Rémy-de-Provence, avant de finir ses jours à Auvers-sur-Oise.