童年时在海边城郊废墟中嬉戏玩耍的男孩罗塞伊,如今成了巴塞罗那小有名气的画廊老板。一天,有人匿名寄来一部十八世纪建筑师罗塞利的书稿《看不见的城市回忆录》,勾起他童年故乡的回忆：那时候,家中长辈禁止任何孩子提起那座“看不见的城市”。

神秘的书稿召唤着他去揭开传说中那座看不见的城市的重重谜团。然而,所有线索都指向罗塞利隐藏的一个秘密：巴洛克时代壁画大师提埃坡罗从未面世的古画。罗塞伊与童年的玩伴一起,历经千辛万苦寻找这幅失踪的古画,而名画的背后,正是一个发生在两百年前西班牙宫廷中爱情与理想、政治与艺术纠缠交织的传奇。

两百年前,统治西班牙的波旁王朝国王卡洛斯三世,雄心勃勃要仿效俄国彼得大帝兴建的圣彼得堡,在海边开凿运河,建造一座梦想之城“圣卡洛斯”。然而,这一充满理想与激情的宏伟计划,因为一段没有结果的苦恋,因为一个人的妒嫉与仇恨而摧毁殆尽,它永远只是一座看不见的城市……