Em Desejo Sombrio, conhecemos a advogada e professora universitária Alma Solares (Maite Perroni). Alma é bem sucedida e casada com Leonardo Solares (Jorge Poza), um dos juízes mais respeitados no país, com quem tem uma filha, Zoe Solares (Regina Pavón). Apesar das aparências dizerem o contrário, Alma se sente infeliz e tem certeza de que está sendo traída pelo marido. Ela decide passar um tempo na casa de Brenda (María Fernanda Yapes), uma amiga íntima, na esperança de conseguir espairecer as ideias e entender o que se passa em sua vida pessoal. Durante o passeio, Alma conhece o jovem Darío (Alejandro Speitzer) e, aos poucos, os dois desenvolvem uma intensa paixão. No entanto, um crime repentino acaba transformando sua vida e movimentando toda sua família, o que deixa Alma ainda mais confusa em relação às reais intenções de pessoas próximas a ela. Com apoio do cunhado, Esteban (Erik Hayser), ela inicia uma investigação com desdobramentos inesperados.