Dos jóvenes norteamericanas, Vicky y Cristina van a Barcelona a pasar unas vacaciones de verano. Vicky es sensible, racional y tiene intención de casarse; Cristina es emocional y busca aventuras emocionantes; no sabe lo que quiere, sólo sabe lo que no quiere. En Barcelona, ambas se ven envueltas en una relación poco convencional con Juan Antonio, un carismático pintor vinculado emocionalmente a su tempestuosa ex-mujer, María Elena. Eventualmente, todos se consumen en la hoguera de sus deseos.