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.
Le clown Auguste est recruté de force par l'armée républicaine, pendant la guerre civile espagnole, et perpètre des massacres dans le camp nationaliste. Des années plus tard, sous Franco, son fils Javier, également clown, travaille dans un cirque peuplé de marginaux. Amoureux de la belle acrobate Natalia, il trouve en Sergio, un autre clown rongé par la haine et le désespoir, un rival...
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.
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