Dos jóvenes norteamericanas, Vicky (Rebecca Hall) y Cristina (Scarlett Johansson) van a Barcelona a pasar unas vacaciones de verano. Vicky es sensible, racional y tiene intención de casarse; Cristina es emocional y busca aventuras emocionantes; no sabe lo que quiere, sólo sabe lo que no quiere. En Barcelona, ambas se ven envueltas en una relación poco convencional con Juan Antonio (Javier Bardem), un carismático pintor vinculado emocionalmente a su tempestuosa ex-mujer, María Elena (Penélope Cruz).
Tarsilinha emprende un viaje para salvar la memoria de su madre. La única forma de hacerlo es encontrar los recuerdos robados de su madre y superar sus propios miedos.
El talentoso Carl Nargle ha estado presentando su propio programa de pintura en la televisión pública de Vermont durante décadas. Su arte cautiva y ha atraído la atención de muchas mujeres a lo largo de los años, especialmente de las que trabajan en la estación.
Kurt Barnert es un joven estudiante de arte en la Alemania del Este. Está enamorado de su compañera de clase, Ellie. El padre de ella, el Professor Seeband, un famoso médico, no aprueba la relación de su hija y está decidido a destruirla. Lo que ninguno de ellos sabe es que sus vidas están conectadas por un terrible crimen cometido hace décadas.
Un escritor norteamericano algo bohemio llega con su prometida Inez y los padres de ésta a París. Mientras vaga por las calles soñando con los felices años 20, cae bajo una especie de hechizo que hace que, a medianoche, en algún lugar del barrio Latino, se vea transportado a otro universo donde va a conocer a personajes que jamás imaginaría iba a conocer…
