Nuoret amerikkalaisnaiset Vicky (Rebecca Hall) ja Cristina (Scarlett Johansson) tulevat Barcelonaan kesälomalle. Vicky on jo vakaasti kihloissa ja muutenkin järkevä, Cristina puolestaan seikkailunhaluinen ja railakas. Barcelonassa heitä piirittää karismaattinen taiteilija Juan Antonio (Javier Bardem), mutta kuvioissa on edelleen myös tämän äkkipikainen ex-vaimo Maria Elena (Penélope Cruz).
Espanjassa kuvattu Vicky Cristina Barcelona on Woody Allenin hauska ja avoin kunnianosoitus rakkaudelle kaikissa sen ilmenemismuodoissa.
