In een veld vol zonnebloemen wordt het levenloze lichaam van een tiener ontdekt. Tegelijkertijd volgt een verkoper de gebeurtenissen op televisie, terwijl in een klein dorp in Castilla-León de ontdekking van een pre-historische grot zorgt voor de nodige opwinding. De hoofdcommissaris van het dorp denkt ondertussen na over zijn pensioen, terwijl zijn schoonzoon (en mogelijke opvolger) wil ontsnappen aan de verveling van zijn baan en huwelijk. Esteban, zijn vriendin Gabi en natuurfotograaf Pedro komen naar het dorp om de grot te onderzoeken, maar ze ontdekken meer dan ze zouden willen. De Spaanse thriller La Noche de los Girasoles toont vanuit zes perspectieven hoe door een reeks heftige gebeurtenissen de levens van al deze mensen samen komen.