在东京一家经营深夜食堂的华人店主林振平，意外发现离世父亲遗留的日记本，其中记载着一段跨越太平洋的未解往事。与此同时，他的日本妻子美咲收到来自柏林的匿名信件，信封里夹着半张泛黄的上海外滩照片。这对夫妻平静的生活被彻底打破，各自深藏的秘密如同解开的绳索般开始松动。

影片以三条时空线索交织展开：上世纪七十年代末，中国青年周文远与日本留学生森下绫子在江南水乡的禁忌之恋；九十年代初期，德裔摄影师艾利克斯在纽约街头捕捉到的东方恋人身影；以及当下东京都内，林振平与美咲在追寻真相过程中逐渐崩塌的信任围墙。每个时空都指向同一幅未完成的油画——《东经139°的月光》。

当美咲飞往上海寻找信件源头时，林振平却在父亲的日记夹层里发现写有柏林地址的便签。两人在不知情的情况下，分别踏上前往欧洲和中国的班机。在柏林旧画廊的仓库里，美咲找到了那幅完整油画，而画作背面的刻字让她瞬间失语；在上海老档案馆，林振平则揭开了父亲从未提及的第三个身份。

这部悬疑爱情电影通过细腻的镜头语言，探讨记忆如何被时间重塑、秘密怎样定义亲情边界。影片中反复出现的未完成画作、跨国信件和深夜食堂场景，构成解读人物命运的关键符号。当所有线索在巴黎塞纳河畔汇聚时，等待他们的不仅是跨越三代的情感真相，更是关于原谅与重生的终极抉择。

影片最后十五分钟的蒙太奇将三个时代的故事线完美缝合，观众将跟随镜头穿越东京的雨夜、柏林的初雪和上海的老弄堂，在钢琴与小提琴的交错旋律中，见证那些被时代洪流裹挟的个体，如何以爱之名完成自我救赎。油画最终的去向，成为影院里每个人心中不同的月光。