La trama del film racconta un padre single, Francesco (Marco Giallini), che fa lo psicanalista che si trova a crescere tre figlie molto diverse ma tutte con problematiche che riguardano l’amore e la vita di coppia.
Marta (Vittoria Puccini) è una romantica libraia che si innamora di un ladro di libri sordo-muto. Sara (Anna Foglietta) è gay è dopo la delusione d’amore per un mancato matrimonio decide di diventare etero. Emma (Laura Adriani) è una diciottenne che perde la testa per un cinquantenne Alessandro (interpretato da Alessandro Gassman). Alessandro è sposato con Claudia (Claudia Gerini) e lavora come architetto di interni da Ovvio (noto negozio di arredamento sito nel centro commerciale Roma Est). Il padre delle tre ragazze si innamora casualmente di Claudia che poi scoprirà essere la moglie del fidanzato della figlia.
Il finale di Tutta colpa di Freud avrà un sapore romantico, infatti, Marta riuscirà a trovare l’amore vero e sincero con il ladro sordo-muto, Fabio (Vinicio Marchioni), per il quale organizzerà una sorpresa veramente romantica.
Alessandro si accorgerà di amare veramente la moglie e Francesco e la figlia Emma si rassegneranno e cercheranno nuovi amori. Sara si innamorerà della ragazza, vigile del fuoco, che la salverà accorgendosi che al cuore non si comanda e certe cose non si cambiano.