Depuis que la moitié Nord de la France a été envahie par les nazis, les Parisiens passent leurs soirées dans les salles de spectacles, pour ne pas avoir froid. Marion Steiner ne pense qu'aux répétitions de la pièce qui va être jouée dans son théâtre, le théâtre Montmartre, dont elle assure la direction à la place de son mari juif. Tout le monde pense que Lucas Steiner a fui la France. En réalité, il s'est réfugié dans les sous-sols du théâtre. Chaque soir, Marion lui rend visite et commente avec lui le travail des comédiens, notamment celui du jeune premier de la troupe, Bernard Granger. Très vite, Lucas comprend, simplement en écoutant les répétitions depuis sa cachette, que sa femme est tombée amoureuse de Bernard Granger. Ce dernier, engagé dans la Résistance, sera le seul de la troupe à aider Lucas lors d'une perquisition de la Gestapo. La pièce est un succès mais le théâtre connaît des jours difficiles, du fait de la jalousie d'un critique de théâtre antisémite et hargneux. Alors que la France est libérée par les Alliés, Marion continue sa vie de comédienne, entre son mari, désormais réhabilité et acclamé, et Bernard.
En 1943, après le débarquement des Américains en Algérie et au Maroc, l'Armée de la Libération se constitue depuis les colonies françaises d'Afrique du Nord. Le film raconte la découverte de la guerre et de l'Europe, de l'Italie jusqu'aux portes de l'Alsace, par trois tirailleurs algériens et un goumier marocain : Abdelkader, Saïd, Messaoud et Yassin. La guerre leur apporte la désillusion face aux discriminations mais aussi l'émergence d'une conscience politique et l'espoir.
Quand Napoléon envahit la Russie, Boris Grushenko (Woody Allen) est enrôlé de force, alors que sa cousine, dont il est amoureux depuis toujours, épouse un riche marchand de harengs qu'elle trompe d'abondance. Après le décès de celui-ci, Boris et Sonja se marient et projettent d'assassiner Napoléon.
Alternant les époques, le film explore un secret de famille et l'histoire d'une passion, à travers le voyage intérieur de Philippe (l'auteur du livre), un enfant solitaire qui s'invente un frère et s'imagine, en le magnifiant, le passé de ses parents.
Arrivés en 1793, en pleine Révolution française, Godefroy de Montmirail et son écuyer Jacquouille la Fripouille rencontrent Jacquouillet, descendant de Jacquouille et accusateur public, et se retrouvent empêtrés dans la tourmente de la Terreur. Godefroy est confronté à sa descendance de l'époque, qui essaie d'échapper à la Révolution : lui et son écuyer les aident à fuir et tentent de retrouver un descendant de l'Enchanteur pour rentrer à leur époque. Les deux voyageurs temporels subissent en effet des effets secondaires inquiétants dus aux couloirs du temps non refermés.
Julia, une journaliste américaine vivant à Paris dans les années 2000, prépare un article lié à la rafle du Vél' d'Hiv' et recherche les traces d'une petite fille juive déportée en 1942 lors de cette rafle, Sarah.
En 1963, après l'échec de l'attentat du Petit-Clamart, trois dirigeants de l'OAS engagent un tueur professionnel pour assassiner le président Charles de Gaulle. Sans identité, sans visage, son nom de code est Chacal et ses services valent un demi-million de dollars. Pour collecter les fonds, l'OAS commet une série de braquages qui éveille l'attention de la police française. Tandis que le Chacal organise avec méthode et dans le moindre détail son projet de meurtre, la police tente de le prendre de vitesse.
Paris. 1968. Isabelle et son frère jumeau Théo fréquentent régulièrement la Cinémathèque française tout comme Matthew, un étudiant américain réservé. C’est devant la Cinémathèque fermée lors des manifestations de protestation à la suite du renvoi de son directeur Henri Langlois que les trois jeunes gens se rencontrent et sympathisent immédiatement. Matthew, qui loge dans une petite chambre de la rue Malebranche, est invité par Isabelle et Théo à dîner chez eux avec leurs parents.
Pendant la Seconde Guerre mondiale, une autre « guerre » sévit entre deux clans d'enfants des villages de Longeverne et Velrans (noms fictifs), dans la Haute-Loire. L'enjeu est d'obtenir le plus grand nombre de boutons possible de l'autre camp. Violette, une jeune fille juive, est protégée par la mercière du village à la demande de ses parents déportés. Mystérieuse sur ses origines, la jeune fille ne tarde pas à être démasquée. Lebrac, le chef des Longeverne, tombe amoureux de Violette.
Peu avant la Première Guerre mondiale, un officier d'origine paysanne combat efficacement les tribus révoltées du Sahara. Malgré ses qualités de courage et d'abnégation, il est considéré comme un parvenu par la « bonne société » qui le méprise et le rejette. Il est envoyé à Paris pour appuyer les demandes de renforts, mais le conflit européen va tout bouleverser.
En 1805 à Moscou, les défilés militaires, les fêtes et les bals se succèdent à la cour de Russie du Tsar Alexandre Ier de Russie, bien que les 200 000 hommes de la grande armée dominatrice de l'empereur Napoléon Ier aient envahi toute l'Europe et s'approchent chaque jour un peu plus de la capitale.
Le film retrace les grandes lignes de l'affaire des possédées de Loudun. Au 17ème siècle, en France, Richelieu veut convaincre Louis XIII d'en finir avec les gouvernements autonomes des petites villes de province. Loudun est une ville fortifiée du Poitou, dans laquelle catholiques et protestants vivent en bonne entente sous l'autorité bienveillante de l'abbé Grandier, un curé catholique charismatique et progressiste. Sa popularité, ainsi que sa réputation de prêtre libertin et séducteur, lui vaut des inimitiés parmi les notables locaux. La mère supérieure du couvent tout proche développe une attirance obsessionnelle pour le personnage. Les sœurs ursulines sombrent dans une forme d'hystérie collective, se disant possédées par des démons et par l'esprit de Grandier qu'elles accusent d'être en commerce avec le Diable. Ce sera le point de départ d'une cabale, menée par les autorités religieuses et civiles, contre le prêtre qui s'était ouvertement opposé aux projets de Richelieu.
Dans la France occupée, Maurice et Joseph, deux jeunes frères juifs, sont envoyés par leurs parents dans la zone libre et font preuve de malice, de courage et d’ingéniosité pour échapper aux occupants et tenter de réunir à nouveau leur famille.
En 1792, l'Espagne échappe encore aux bouleversements de la Révolution française. Francisco Goya (Stellan Skarsgård) est un peintre renommé, qui, entre autres, fait des portraits pour la famille royale en tant que peintre officiel de la cour.