De film vertelt het verhaal van screenwriter Charlie Kaufman die probeert om Susan Orleans non-fictie boek The Orchid Thief te verfilmen. Het boek is het verhaal van John Laroche, een plantendealer die zeldzame orchideeën kloont en deze aan verzamelaars verkoopt.

Wanneer ze terugkomt van vakantie hoort Lili, 19, van haar ouders dat Loïc, haar tweelingbroer, het huis verlaten heeft na een heftige ruzie met zijn vader. Loïc laat niets van zich horen en Lili raakt er stilaan van overtuigd dat hem iets overkomen is. Verteerd door ongerustheid stopt ze met eten. Ze kwijnt weg en wordt uiteindelijk opgenomen in het ziekenhuis. Maar het mag niet baten: ze laat zich verder wegzakken. Tot er uiteindelijk een brief komt van Loïc. Hij verontschuldigt zich dat hij niets van zich heeft laten horen, vertelt dat hij van stad naar stad trekt, leeft van kleine karweitjes die hij hier en daar opknapt, en hekelt zijn vader die hij verantwoordelijk acht voor hun bekrompen leventje. Loïc is dan ook vastbesloten om nooit meer terug te keren. Lili herstelt, verlaat het ziekenhuis en gaat op zoek naar haar broer.

Het is 1968. In Parijs protesteren studenten tegen de Franse regering. In deze setting ontmoeten de drie hoofdpersonen van The Dreamers elkaar. Matthew is een Amerikaan die studeert in Parijs. Hij is een echte cinefiel: al zijn vrije tijd brengt hij door in de Cinemathèque. Hier zijn de tweeling Isabelle en Theo ook altijd te vinden. Tijdens een studentenbijeenkomst ontmoeten ze elkaar en raken bevriend.

Danielle is een mooie, jonge vrouw, het soort meisje uit een droom. Ze ontmoet via een televisieprogramma een knappe man, maar haar tweelingzus kan dat niet verkroppen, en ook haar ex-man wil haar niet met rust laten. Als de overbuurvrouw door haar raam een vreselijke moord ziet gebeuren in Danielles appartement, gaat ze op onderzoek. De droom blijkt een nachtmerrie te zijn.

Ava Lord heeft haar man Dwight verraden, een punt achter hun relatie gezet en hem verlaten voor een rijkere man. Jaren later keert Ava terug naar Dwight en beweert dat ze misbruikt wordt in haar huwelijk en vraagt hem te helpen. Wanneer Ava echter Dwight op laat draaien voor de moord op haar man probeert Dwight samen met Marv zijn naam te zuiveren.

Tijdens een sneeuwstorm in 1964 doet Dr. David Henry de bevalling van zijn zoon Paul met de hulp van verpleegster Caroline.Maar wanneer Henry beseft dat zijn vrouw ook een meisje met het syndroom van Down draagt, geeft hij het tweede kind zonder medeweten van zijn vrouw aan Caroline. Henry's noodlottige beslissing zal de komende twintig jaar ernstige gevolgen hebben voor zijn gezin.

Gedurende de jaren zestig werd de Londense onderwereld gedomineerd door twee broers; Ronnie en Reggie Kray. 'The Krays' is hun waargebeurde verhaal. Ronnie en Reggie werden geboren en groeiden op tijdens de harde oorlogsjaren in de Londense wijk East End. Aangemoedigd door hun dominante moeder Voilet, ontpopten ze zich als brutale leidertypes.

Een financieel worstelende vader wordt geconfronteerd met een moreel dilemma wanneer hij als huurmoordenaar de criminele onderwereld betreedt om zijn gezin te onderhouden.