Ourense, 1940. Cada vez que Elena (Maribel Verdú) cierra la puerta de casa, echa la llave de sus secretos. Su marido, Ricardo (Javier Cámara), amenazado por una despiadada persecución ideológica, lleva años escondido en el piso donde conviven con sus hijos, Elenita (Irene Escolar) y Lorenzo (Roger Princep).

Salvador (Raúl Arévalo), un diácono desorientado tras su lucha en el frente, vuelve al seminario de Ourense. Las dudas en la vocación del joven llevan al Rector (José Ángel Egido) a retrasar su acceso al sacerdocio durante un año. Mientras, Salvador dará clases en el colegio donde estudia Lorenzo, el hijo de Elena, a quien Salvador cree viuda. El diácono se obsesiona con ella y la acosa. La frágil realidad de la familia se tambalea.

Heridos y zarandeados por las circunstancias, los protagonistas de Los girasoles ciegos se golpean contra un muro de represión, amores imposibles y derrotas emocionales, mientras buscan un resquicio que les deje volver a la vida.