Barcelona, 1945. Daniel Sempere acorda na noite de seu aniversário de onze anos e percebe que já não se lembra do rosto da falecida mãe. Para consolá-lo, o pai leva o menino pela primeira vez ao Cemitério dos Livros Esquecidos.
É lá que Daniel descobre A sombra do vento, romance escrito por Julián Carax, que logo se torna seu autor favorito, sua obsessão. No entanto, quando começa a buscar outras obras do escritor, Daniel descobre que alguém anda destruindo sistematicamente todos os exemplares de todos os livros que Carax já publicou, e que o que tem nas mãos pode muito bem ser o último volume sobrevivente.
Junto com seu amigo Fermín, Daniel percorre a cidade, adentrando as ruelas e os segredos mais obscuros de Barcelona. Anos se passam e sua investigação inocente se transforma em uma trama de mistério, magia, loucura e assassinato. E o destino de seu autor favorito de repente parece intimamente conectado ao dele.