本片根据雾社事件史实改编。1895年，《马关条约》割让台湾之后，日本遂即武力接收台湾，宝岛各地纷纷被攻破。而台湾山区因道路不通，原住民生活尚暂未受影响，雾社地区的赛德克人之中，马赫坡年轻一代的莫那鲁道（游大庆饰）英勇过人，率族群与甘卓万人争斗不休。日人垂涎雾社地区的丰富资源，试图染指但遭到赛德克人强烈抵抗，伤亡惨重，然终于借原住民族群之间的互相仇杀侵入了雾社。莫那鲁道只得忍辱投降，但心中的火苗从未熄灭。时间推至1930年，日本对于雾社原住民的“文明改造”历经多年，日语等所谓文明并未给予原住民平等的生活，日人的欺压和繁重劳作侵蚀着赛德克人的传统和尊严，多年的愤怒累积，终于在这一年全面喷发！

莫那鲁道（林庆台饰）率领族人在公学斩杀异族血祭祖灵后，拥有了通过彩虹桥的资格，剩下来的，就是在英勇战斗后从容赴死。在日本方面，雾社的消息很快传达各处，陆军少将镰田弥彦率军队与警察组成的联合部队，迅速发起讨伐。马赫坡等社分头行动，利用地形优势和灵活战术给予日军先头部队重大杀伤。山地警小岛（安藤政信饰）利用个人威望和部族矛盾成功劝说铁木瓦力斯（马志翔饰）连同部落加入日军阵营，协助围攻莫那鲁道。在开战初期，随部落向密林转移的妇孺为了不拖累战士们，纷纷自尽，在矛盾中痛苦的一郎亦选择了切腹。镰田弥彦对部队的缓慢推进大为光火，不惜使用糜烂性炸弹对付赛德克人。满山火光中，莫那鲁道迎来了最后决战的时刻……

依傍大海的美丽小镇恒春上，音乐梦想在台北遭受打击的年轻人阿嘉（范逸臣）冷眼旁观着一切。虽在民代主席后父的帮忙下成了代班邮差，信件和邮包却被他乱堆在房间，而对一个寄自日本的无法送至的邮包，他也没按老邮差茂伯（林宗仁）的吩咐将之退回，而是私自拆阅查看：里面除一张泛黄的少女照片，是几封写于60年前的信件。其时日本在二战中战败，在台日籍教师（中孝介）随日军撤退时遗弃了相约私奔的女友，归日途中，他将爱意和悔意化为文字，但信件直到去世才被其女儿代为寄出。在台湾留学、工作的日本女孩友子（田中千绘）有心成为模特，却被认为形象过时只能做负责日本超级“疗伤歌手”中孝介（中孝介）在恒春的演出事宜的公关。按惯例，中孝介演出之前会有乐团暖场，友子原本联络了日本某乐团，但民代坚持用本地乐团，友子无奈与包括阿嘉在内的几个年龄、工作、个性都有较大差异的当地音乐爱好者——因意外事件失掉幸福生活的交警（民雄）、暗恋老板娘的小店伙计水蛙（夹子小应）、早熟的小女生大大（麦子）等——成了工作搭档。由于阿嘉之外的几人全无舞台表演经验，临时组建的乐团时有矛盾发生，友子常被气得火冒三丈，最有经验的阿嘉气她最甚。屡有调整的乐团成员——茂伯、兜售客家小米酒的马拉桑（马念先）先后取代贝斯手加入乐团，一直不顺的排练，中孝介来台的日子越来越近，对阿嘉彻底失望的友子决定放弃在台的工作回日本，但两人已在摩擦中生出感情。不久友子在阿嘉房间看到那些60年前的信件，完全被美丽的爱情故事打动，叮嘱阿嘉一定要将信件送至当事人手中。双方虽没开口表白，但爱情的力量无疑是巨大的，阿嘉因为友子重新拥有了追求音乐梦想的勇气。中孝介演出即将开始之时，信件主人的地址被找到，阿嘉也被友子告知她已接到日本唱片公司的工作邀约。

52赫兹，代表着一种没有同类能接收的频率，就是“孤单的人，我爱你”。孤单，正是所有爱情故事的开始……在拥挤的都市中，围绕着各种孤单的人群，没有勇气尝试爱情滋味的年轻男女、为经济压力所苦的爱情长跑恋人、受世俗羁绊的中年单身人士、相爱却不被认同的同性情侣…《52赫兹我爱你》描写在全世界都为爱情庆祝的这一天，终于轮到渴望爱情的他/她们担当主角，谱写出浪漫甜蜜的恋曲。

小琪(桂綸鎂聲演)生於蔣介石逝世當天，成長過程正是台灣社會經歷最劇烈轉變的時期。小琪六歲那年舉家搬到新北市幸福路，為了滿足父母期望，她力爭上游，但也許幸福本來就沒有捷徑。她一步步走上當初沒預期的路，到美國工作、結婚，走到人生的瓶頸，因外婆去世，重返老家，回首童年過程中，慢慢思索自己走過的路：「長大了，我有成為理想中的大人嗎？」