Ce film évoque l'arrestation par des policiers français, le 16 juillet 1942 et leur détention au Vélodrome d'Hiver, dans des conditions épouvantables, des treize mille cent cinquante-deux victimes de la rafle du Vél' d'Hiv', avant leur déportation, au bout de quelques jours, vers le camp de transit de Beaune-la-Rolande (Loiret) puis le camp d'extermination d'Auschwitz-Birkenau.
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.
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.
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.
Durant l'hiver 1943-1944, dans la France occupée. Julien qui a 12 ans, fils d'une famille bourgeoise, est pensionnaire au petit collège Saint Jean de la Croix, tenu par les pères carmes. Il retrouve le chemin de l'école sans joie après les vacances de Noël, pour le deuxième trimestre. Une rentrée presque comme les autres jusqu'à ce que le père Jean vienne présenter trois nouveaux élèves. L'un d'entre eux, le jeune Jean Bonnet, est le voisin de dortoir de Julien.
À Paris, sous l'Occupation, un groupe disparate de résistants commet des attentats désorganisés. Missak Manouchian, un Arménien exilé, est prêt à les aider mais reste réticent à l'idée de tuer. Les circonstances l'amèneront à transgresser son éthique. Sous son impulsion, le groupe se structure et planifie ses actions. Le réseau Manouchian est né.
Durant la Seconde Guerre mondiale, en 1942, Marcel Mangel s'engage, sous le nom de Marcel Marceau, dans la Résistance française, sous l'influence de son frère Simon et de son cousin, Georges Loinger. En partie par le mime, il aidera de nombreux enfants orphelins, dont les parents ont été tués par les nazis.
Mai 1940 : le film commence dans la petite ville de Fumay dans les Ardennes au début de l'offensive allemande à travers la Belgique. On voit passer des réfugiés belges dans un climat très calme et sous un grand soleil.
En juin 1944, sous l'Occupation allemande, Lucien Lacombe retourne chez ses parents. Son père est prisonnier de guerre en Allemagne et sa mère vit avec le maire du village. L'adolescent demande à son instituteur, devenu résistant, de le faire entrer dans le maquis, mais ce dernier refuse, le trouvant trop jeune. Lorsque le jeune garçon est arrêté par hasard par la police, il dénonce son instituteur et rejoint alors la Gestapo française — corps auxiliaire français de la Gestapo — devenant un agent de la police allemande alors que l'Occupation touche à sa fin. Il tombe amoureux d'une jeune femme juive, France Horn. Lucien finit par s'enfuir à la campagne avec la jeune femme et sa grand-mère.
En 1942, les lois antisémites du gouvernement de Vichy contraignent les deux ainés d’un coiffeur juif de Paris à fuir vers la zone libre. Un peu plus tard, les deux autres frères s’enfuient également pour gagner le Sud de la France. Ils réussissent à passer la ligne de démarcation et rejoignent Menton où ils vont retrouver leurs frères et bientôt leurs parents.
Le film retrace l'histoire du groupe Manouchian, surnommé "L'armée du crime", composé de vingt-trois résistants (dont une femme qui fut décapitée ultérieurement), la plupart d'origine étrangère, fusillés à l'aube du 21 février 1944 sur le Mont Valérien, pour l'exemple. Une trentaine d'années plus tard des comédiens s'apprêtent à recevoir certains survivants de cette douloureuse période qui ont connu ou côtoyé ces martyrs de la Résistance et qui souhaitent faire corps avec les acteurs présents qui s'apprêtent à investir les personnages des divers résistants pour mettre en scène le souvenir et la mémoire des victimes et des rares rescapés de l'époque...
Le 16 juillet 1942, à Paris. Un jeune étudiant, averti de l'imminente rafle, se rend dans le quartier Saint-Paul pour tenter de sauver quelques personnes. Il rencontre une jeune fille juive et tente de la sauver en traversant vers la rive gauche.
C'est l'histoire d'un cinéaste qui veut réaliser depuis 20 ans le même film, autobiographique. Parallèlement à sa vie actuelle, il tourne avec un opérateur en reportage et avec des petits moyens, une chronique du temps présent. Tous les éléments de sa vie d'enfant, vie rêvée, souvenirs transposés et irréalistes, viennent se confondre au présent.
A Paris, en 1943, Jules, un juif de dix-neuf ans, vit sans idéal, ballotté par les circonstances. Il devient tour à tour traître puis héros. Thomas, son frère de quinze ans, veut, pour sa part, agir et se battre dans la résistance. Tous deux aiment Ana Maria, une résistante espagnole prête à se sacrifier pour libérer la France occupée. Ces jeunes gens vont faire leur apprentissage de la vie en étant confrontés à des évènements historiques exceptionnels.
L'histoire se passe en France durant l'Occupation allemande. Elle raconte la vie de Claude Langman dans la famille d'accueil où ses parents l'ont envoyé pour éviter les rafles nazies. La famille d'accueil est un couple de grands-parents : Pépé (Michel Simon) et Mémé (Luce Fabiole). Pépé est un ancien poilu de la Première Guerre. Anticlérical et antisémite, Pépé ne cesse d'accuser les Juifs, les rouges et les maçons d'être la cause de tous les maux de la France. Mais l'arrivée de Claude, auquel ses parents ont formellement interdit de révéler ses origines juives, va quelque peu bouleverser les certitudes de Pépé et révéler l'homme bon qui sommeille en lui.