Vicky (Rebecca Hall) e Cristina (Scarlett Johansson) sono due giovani turiste americane a Barcellona. Entrambe si innamorano dell’affascinante pittore Juan Antonio (Javier Bardem) non sapendo che la sua ex moglie (Penélope Cruz) con la quale l’uomo ha avuto una relazione tormentata, sta per rientrare in scena.