Sophie (Amanda Seyfried) i Víctor (Gael García Bernal), una parella que està de vacances a Itàlia, rep una carta dirigida a una tal Julieta. La remitent és Claire (Vanessa Redgrave), una dona que tracta de localitzar Lorenzo (Franco Nero), un home amb el qual va viure a Itàlia, en la seva joventut, un festeig amorós. Sophie emprendrà llavors un viatge per la Toscana per a trobar a l’antic amor de Claire.
