"By the Sea" akan mengikuti kisah seorang penulis bernama Roland (Brad Pitt) dan istrinya Vanessa (Angelina Jolie). Pada tahun 1970-an, pernikahan mereka sedang dalam keadaan krisis hingga mereka berdua tiba di sebuah resor pantai yang indah dan tenang di Perancis. Disaat mereka mulai menghabiskan waktu dengan sesama turis, yaitu pasangan muda Lea (Melanie Laurent) dan Francois (Melvil Poupaud), selain itu ada penduduk desa lokal Michel (Niels Arestrup) dan Patrice (Richard Bohringer), kebersamaan ini mulai menyadarkan mereka untuk mulai menyelesaikan permasalahan dengan damai diantara mereka.