Deux femmes, Janis et Ana, se rencontrent dans une chambre d'hôpital sur le point d’accoucher. Les quelques mots qu'elles échangent pendant ces heures vont créer un lien très étroit entre elles...

Espagne, 1936. Higinio, partisan républicain, voit sa vie menacée par l'arrivée des troupes franquistes. Avec l'aide de sa femme, il se cache dans sa propre maison. Commence alors pour le couple une longue captivité volontaire...

L'Espagne post-franquiste des années 80. Pedro est un policier progressiste, tandis que Juan, son collègue au comportement violent, est un ancien policier du régime fasciste, au passé trouble.

Plus de 30 ans après la mort du dictateur Franco, l'Espagne commence à lever le voile sur cette période, et à rendre justice aux victimes de l'ancien régime. "Les Chemins de la mémoire" rend compte de ce processus de reconnaissance et de deuil, qui devrait permettre à l'Espagne de vivre en paix avec son terrible passé.

À la veille de la guerre civile espagnole, un groupe d’enfants insensibles à la douleur est interné dans un hôpital au coeur des Pyrénées. De nos jours, David, en danger de mort, doit retrouver ses parents biologiques pour procéder à une greffe indispensable. Les deux histoires vont se croiser, ranimant les fantômes et les secrets sanglants.

Ile de Majorque, 1936. Trois enfants vont assister à la barbarie de la guerre civile. Dix ans plus tard, Francisca est devenue religieuse, Ramallo, dominé par ses pulsions, n'hésite pas à se prostituer; Manuel, plus introverti, éprouve un désir croissant pour son meilleur ami.

Le cinéaste se souvient avoir vu, enfant, six cartes postales chez ses grands-parents. Toutes représentaient l'arrivée, en février 1939, dans les Pyrénées-Orientales, de réfugiés espagnols fuyant la dictature de Franco. Vingt ans plus tard, il se lance à la recherche des 23 cartes postales réputées introuvables qui manquent à la collection...