Berlin 1942. Bruno a 9 ans, et vit avec ses parents et sa soeur dans une belle maison. Son père, un officier nazi, vient d'avoir une promotion et ils déménagent hors de Berlin. Bruno est triste de se retrouver loin de tout, dans une lugubre maison. De sa fenêtre, il peut voir des silhouettes d'hommes, de femmes et d'enfants, tous vêtus de pyjamas rayés. Personne ne veut lui expliquer qui ils sont.

Le monde de Tom et Lili s'écroule le jour où leurs parents divorcent. Et il y a pire que ça : ils vont eux aussi être séparés. Lili va vivre chez sa mère et Tom chez son père. Ne supportant pas cette séparation, les deux enfants vont entamer une correspondance par cartes postales et échafauder des plans naïfs, improbables et parfois cruels pour qu'à nouveau ils soient tous réunis.