El relato arranca una noche en pleno corazón de Madrid, escenario que acoge el precipitado parto de un niño por parte de una prostituta (Penélope Cruz), en un autobús urbano. Dos décadas más tarde, ese niño llamado Víctor (Liberto Rabal), es alguien marginal y obsesionado con Elena Benedetti, la esposa de David (Javier Bardem), otrora policía nacional pero ahora reconvertido en un prestigio jugador paralímpico de baloncesto como consecuencia de un disparo que sufrió en pleno acto de servicio en el que estuvo involucrado el propio Víctor. Este círculo de pasiones desenfrenadas y llevadas hasta el estreno lo cierra Sancho (Pepe Sancho), el alcohólico antiguo compañero de trabajo de David que se dedica a maltratar a su esposa Clara (Ángela Molina). A partir de estos acontecimientos, se desarrolla la que quizá sea la historia más carnal de un director -de ahí su título-, con algunas de las escenas de sexo más explícitas  -y, por otro lado, necesarias- de su filmografía. Sus ejes vertebrales son el rencor, el odio, la frustración, la impotencia, la liberación sexual, la idiosincrasia del deseo, el espíritu de superación, el arrojo, la determinación  y, por último, ese amor maternal que, aunque no está muy presente explícitamente en la obra, nunca deja de latir. Los personajes son creíbles, están increíblemente bien dibujados y, lo que es todavía mejor, funcionan como una fidedigna descripción de ese heterogéneo abanico de personalidades que, aunque no nos lo parezca, pululan por nuestra sociedad. 

A pesar de ser la adaptación de la novela, Carne Trémula está ejecutada desde el albedrío de un director no sujeto a más restricciones ni condiciones que el de insuflar de arte y trasfondo un relato más rico de lo que el primer visionado puede antojar. Quizá, al final, se eleven sobre el conjunto tanto el prólogo, ambientado en época franquista, como el epílogo, acaecido en una sociedad democrática sustentada en el Estado del Derecho, dos escenas muy semejantes pero, a la vez, dispares en esencia ya que hablan, en el fondo, del que es el gran tema de la película y el emblema de todo el cine de Almodóvar: la necesidad de ser libre. Especial atención merece el tributo que rinde el manchego a Luis Buñuel con la inclusión de escenas de Ensayo de un crimen (1955), en la que se alude de manera directa al fetichismo por los pies de director aragonés, que también reflejó de forma explícita en obras como Tristana (1970). Además, sin quererlo, estableció otra futura semejanza con La piel que habito, además de la ya citada, como es la inclusión de obras, de notable carga erótica, del pintor renacentista Tiziano como "Danae y la lluvia de oro" o "La Venus de Urbino".