Ketika NAZI menduduki Paris pada tahun 1940, Marie-Laure dan ayahnya melarikan diri ke Saint-Marlo, sebuah kota benteng di pantai Bretagne.
Mereka tinggal bersama paman Marie-Laure, Etienne Leblanc (diperankan oleh Hugh Laurie), seorang veteran Perang Dunia I yang menderita gangguan stres pasca-trauma.
Tanpa sepengetahuan Marie-Laure, ayahnya membawa sebuah permata berharga dan berbahaya dari museum, yang menjadi incaran NAZI.
Werner adalah seorang remaja yatim piatu yang tinggal di sebuah panti asuhan di Zollverein, sebuah kota pertambangan di Jerman. Werner memiliki bakat dalam memperbaiki radio dan tertarik dengan ilmu pengetahuan.
Ketika ia mendengar siaran radio dari Prancis yang mengajarkan tentang sains, ia merasa terinspirasi dan ingin belajar lebih banyak.