Spanien, Ende der 80er Jahre. Teenagerin Sara hat es nach dem Umzug ihrer Familie in eine ländliche Region Kataloniens nicht leicht. Zusammen mit ihrer schlagfertigen besten Freundin Rebe versucht sie sich gegen das spießige Umfeld zu behaupten. Nach einer durchzechten Partynacht treffen Sara und Rebe mitten im Wald auf ein weiß gekleidetes kleines Mädchen, das eine Puppe hält. Sara möchte ihr helfen, doch das Kind verschwindet, nur die Puppe bleibt. Und damit beginnt der Albtraum.

Dani beschliesst nach dem Tod seines Vaters, den er jahrelang gepflegt hat, sein Leben wieder aufzunehmen. Gerade als er sich zu einer langen Reise entschlossen hat, trifft er auf Mila, eine zerbrechliche und instabile, aber gleichzeitig faszinierende und attraktive junge Frau. Es folgt eine zunächst aufregende Nacht im pulsierenden Barcelona, die sich aber immer mehr zum wahren Alptraum verwandelt. Die Folgen dieser Begegnung treiben Dani schliesslich so weit, dass er Dinge tun wird, die er sich nie hätte vorstellen können.

Der ehemalige MI6-Agent Martin Baxter gerät aufgrund einer Bitte eines Journalisten zwischen die Fronten des britischen und des russischen Geheimdienstes. Als seine Tochter vom KGB entführt wird, bleiben ihm nur 24 Stunden, um dem russischen Geheimdienst wertvolle geheime Akten auszuliefern. Doch die muss er erst einmal finden und an sich bringen. Es beginnt eine kompromisslose Hetzjagd in der Schattenwelt der Geheimdienste, in der nichts so ist wie es scheint.

Der Rechtsanwalt Adam Ewing lernt 1850 mit einem Schiff die Ureinwohner des Südpazifik und ihre Unterdrückung kennen. Der Junge Musiker Robert Forbisher arbeitet 1931 an seinem Wolkenatlas-Sextett und wird dabei von Ewings Tagebuch inspiriert. Die Journalistin Luisa Rey ermittelt 1975 über eine vertuschte Fehlkonstruktion beim Bau eines Atomkraftwerks und erfährt dabei auch von Forbisher. Der Verleger Timothy Cavendish, der Luisa Reys Geschichte veröffentlichen will, wird in der Gegenwart irrtümlich in ein Altenheim eingewiesen. In der nahen Zukunft kämpft die junge Replikantin Sonmi-451, deren Lieblingsfilm die Verfilmung von Cavendishs Lebensgeschichte ist, für die Anerkennung ihrer Menschlichkeit. Schließlich spielt eine Episode in ferner Zukunft, in der die menschliche Zivilisation weitgehend wieder auf den Stand der Steinzeit zurückgefallen ist. Nur ein Hologramm mit den Aufzeichnungen Sonmis kündet von der lange vergangenen Zeit.