Segunda Guerra Mundial (1939-1945). Cefalonia (Grecia), 1940. El doctor Iannis (John Hurt) vive en las afueras del pueblo con su hija y alumna Pelagia (Penélope Cruz), la prometida de Mandras (Bale), un pescador que participa en la contienda contra los italianos. Pasan los meses y Pelagia no recibe respuesta a las numerosas cartas que le ha enviado a su novio. Cuando el ejército italiano ocupa Cefalonia, los soldados, que se toman su estancia en la isla como unas vacaciones de verano, se ganan muy pronto la confianza de los nativos, gracias a su alegría, su música y sus ganas de vivir. A cambio de suministros médicos, el doctor Iannis acepta alojar en su casa al capitán Corelli (Nicolas Cage), un hombre lleno de amor por la vida, por la música y por Pelagia..

Julie Delpy dirige, protagoniza, produce y escribe la música de su ópera prima. Marion (Delpy), una fotógrafa francesa, decide llevar a Jack, su novio americano (Adam Goldberg), de visita a París con la esperanza de que la relación adquiera algo de romanticismo. Pero los pesadísimos padres de Marion, sus ex novios y la obsesión de Jack por fotografiar cada monumento funerario de la ciudad no facilitarán mucho las cosas.

El cadáver de una joven es encontrado en la piscina de un hotel en Saint Paul Vence. Los investigadores de la gendarmería local descubren rápidamente que se trata de un asesinato.

Cuando la I Guerra Mundial (1914-1918) se acerca a su fin, para una joven francesa está a punto de comenzar la más cruel de las batallas. Mathilde ha recibido la noticia de que su prometido Manech es uno de los cinco soldados heridos que, tras haber sido sometidos a un consejo de guerra, han sido enviados a la tierra de nadie que hay entre el ejército francés y el alemán, lo cual supone una muerte casi segura. Mathilde, que se niega a aceptar esa situación, emprende un extraordinario viaje para conocer el destino de su prometido. Las noticias que va recibiendo sobre Manech son desalentadoras. Aún así, animada por una fe y una esperanza inquebrantables y también por un gran optimismo, sigue su investigación hasta el final. A medida que se acerca a la verdad sobre los desafortunados soldados y su brutal castigo, se ve más envuelta en los horrores de la guerra y en las marcas indelebles que deja en quienes la han vivido.