Nuoret amerikkalaiset Vicky ja Christina matkustavat Barcelonaan kesäksi. Vicky on hiukan syrjäänvetäytyvä kun taas Christina on hänen vastakohtansa, seikkailunhaluinen ja utelias. Espanjassa tytöt rakastuvat samaan taiteilijaan, mutta eivät tiedä, että taiteilijan omalaatuinen ex-vaimo on edelleen kuvassa mukana. Tiedossa on seikkailu, joka on välillä hullunhauska ja välillä saa kyyneleet silmiin.