Het verhaal speelt zich af in New York en gaat over vier muzikanten die door hun passie voor muziek en het jarenlange samenwerken met elkaar zijn verbonden. Maar als hun aartsvader Peter wordt gediagnosticeerd met Parkinson heeft dit een grote impact op de groep. Als hun 25-jarige bestaan om de hoek staat moeten de muzikanten of een manier vinden om hun problemen te overwinnen en hun erfenis te behouden, of voor altijd uit elkaar gaan.
Jack en Diane, twee tienermeisjes, ontmoeten elkaar in New York City en brengen een onstuimige nacht met elkaar door. De betoverende onschuld van Diane ontdooit het kille hart van Jack. Maar als Jack verneemt dat Diane over een week het land verlaat wordt ze afstandelijk. Diane zal er alles aan moeten doen om hun liefde te redden. Ze kampt echter met een geheim: dit nieuwe seksuele verlangen wekt bij haar visioenen over weerwolven op.
Whip Whitaker is een piloot die ternauwernood zijn passagiersvliegtuig veilig aan de grond weet te brengen als de apparatuur het begeeft. Hij wordt als held onthaald, maar na onderzoek blijkt dat hij onder invloed was van drugs en alcohol. Hij gaat door een diep dal, omdat hij vindt dat hij ten onrechte tot held is gebombardeerd.
Wanneer de liefde een pas vrijgezelle, jonge schrijver blijft ontgaan, wendt hij zich tot waar hij goed in is en schrijft hij het meisje van zijn dromen in zijn leven. Zander heeft moeite om zowel liefde als zichzelf te vinden, maar alles verandert wanneer hij Zoe ontmoet. Bij de lancering van zijn masterplan neemt hij Zoe in dienst om met hem aan een nieuw script te werken, maar hij raakt verstrikt tussen de 'echte' wereld en de 'reel'-wereld. My Funny Valentine is een moderne kijk op liefde en vriendschap en de vage grenzen daartussen.
Sumperk, Tsjechoslowakije 1945, de verdwijning van Agnes, de Duitse vrouw van houtvester Jan Olsan is een mysterie. Alleen zijzelf weet wie haar zoekt en waarom ze haar zoeken. Het einde van de oorlog nadert en de Russen en Tsjechische partizanen naderen de grens.
'Rommel' vertelt het verhaal van de vruchteloze pogingen van veldmaarschalk Erwin Rommel, om van Hitler versterking te verkrijgen voor het Westelijke Front en het geleidelijke begrip over de slechte situatie na de militaire nederlaag in Normandië. Door zijn stafchef Speidel wordt hij voorzichtig op de hoogte gebracht van de plannen om Hitler ten val te brengen, waarbij Rommel zich afwachtend gedraagt, maar de samenzweerders niet verraad. Geconfronteerd met Hitlers halsstarrige vasthouden in het geloof op de eindoverwinning en steeds meer absurde militaire orders is Rommel, om verder bloedvergieten te voorkomen, vastbesloten om een nieuw front te openen op eigen risico.
De Berlijner Niko Fischer, achterin de twintig, leeft zorgeloos van dag tot dag. Zijn studies heeft hij, zonder medeweten van zijn strenge vader, afgebroken, maar hij strijkt wel de maandelijkse toelagen op.
Een jonge schrijver en zijn vrouw hebben moeite om te gaan met het verlies van hun kind. Als op een nacht een meisje in paniek voor hun deur staat met het verhaal dat ze achtervolgd wordt door gemaskerde inbrekers, komt hun leven op zijn kop te staan. Die nacht slaan de inbrekers toe en belandt het koppel in een gruwelijk kat en muisspel, waarbij ze gedwongen worden de schokkende details uit hun verleden uit de doeken te doen.
Cloud Atlas vertelt zes verhalen die zich in een verschillende tijd en op verschillende plaatsen afspelen en onlosmakelijk met elkaar verbonden zijn. Het eerste verhaal speelt zich rond 1850 af, terwijl het laatste verhaal zich honderden jaren in de toekomst afspeelt. Het is een episch verhaal van menselijkheid waarin de acties en de gevolgen van onze levens impact hebben op een ander door middel van het verleden, het heden en de toekomst wanneer één ziel omgevormd wordt van een moordenaar tot een verlosser en één enkele daad van vriendelijkheid ervoor zorgt dat eeuwen later een revolutie ontketend wordt.
Een dichter in Iran komt vrij na 30 jaar gevangenis en gaat op zoek naar zijn vrouw, die denkt dat hij al tientallen jaren dood is. Gebaseerd op een waargebeurd verhaal.
De film is gebaseerd op het waargebeurde levensverhaal van surficoon Jay Moriarty (Jonny Weston) en vertelt het verhaal van een jonge man die op zoek gaat naar de gevaarlijkste surfgolf van Noord-Californië, en de lokale legende (Gerard Butler) die hem onder zijn vleugels neemt. Wat begint als een mentorschap verandert in een unieke levenslange band wanneer beide onwaarschijnlijke vrienden ontdekken dat er niets krachtigers bestaat dan het verleggen van je grenzen en het najagen van een bijna onmogelijke droom.