A Barcelone, en 1945, un petit garçon, Daniel Sempere, est conduit par son père au cimetière des livres oubliés. A la suite d'un rituel, Daniel est lié à un livre : L'ombre du vent écrit par Julian Carax. Ce livre change la vie du garçon, qui s'aperçoit par la suite qu'un homme brûle tous les livres de Carax.

A travers le destin d'un enfant né à Barcelone, puis envoyé auprès de Vauban apprendre l'ingénierie militaire, l'histoire du siège de la ville de Barcelone au début du XVIIIe siècle, alors que les Habsbourg et les Bourbons s'affrontaient dans la guerre de succession d'Espagne, est retracée.