法国盲女玛丽洛尔和德国少年维尔纳，两人在法国被占期间的圣马洛小城相逢，玛丽洛尔要在孤身一人面对纳粹军官和盟军轰炸的情况下奋力求生，维尔纳要解决长期以来对战争和人生意义的怀疑。玛丽洛尔原本与父亲生活在巴黎的自然历史博物馆附近，父亲是博物馆的锁匠，手握博物馆的上万把钥匙。六岁那年，玛丽洛尔患先天性白内障而眼盲，父亲为她打造了博物馆周边的小模型，让她能以此记住方位，并且鼓起勇气生活下去。十二岁时，纳粹德国侵占巴黎，父亲带她匆忙逃往法国西北小城圣马洛。不久，父亲被告发，是因为他被举报为“间谍”，还是因为他随身携带了某种传说中价值连城的钻石？二十年不敢出门的叔祖父艾蒂安只知道在自己房间里鼓捣电台、在墙角吓得瑟瑟发抖，他要怎么保护玛丽洛尔？德国的一个工业矿区，孤儿维尔纳与妹妹尤塔相依为命。无线电天才维尔纳意外修好一只捡来的收音机，因此被挑选送往希特勒的纳粹学校，在那里接受无线电、军事和科学教育，随即被送往战场，作为特种兵搜寻地下电台。一路上，维尔纳目睹战争和纳粹德军的残暴，一边想念妹妹，怀疑自己参战和人生的意义。盟军诺曼底登陆后，德军在欧洲战事吃紧，维尔纳所在小分队被调遣到圣马洛。在那里，有一个地下广播网，将德军占领后的军事信息偷偷播送出去，维尔纳的任务，就是找到它，摧毁它。