בשנת 1940, כאשר העולם עומד על סף מלחמה עולמית, בריסל מתמלאת במתח וחששות, אך בתוך הבניין האייקוני פלאז'ה, מוקד שידורי הרדיו הלאומי, מתחיל סיפור אחר – סיפור של אהבה, אומנות וחיפוש אחר משמעות. אלזה (פמק ונהובה), שחקנית צעירה ונמרצת, עושה את צעדיה הראשונים בעולם הרדיו, מנסה למצוא את מקומה בין מיקרופונים וגלי קול. באולפני הרדיו היא פוגשת את ברה (ג'ף הלמנס), טכנאי סאונד מתחיל בעל שמיעה כמעט קסומה, שמחפש את דרכו בעולם הצלילים וההקלטות. בין השניים מתפתח קשר מיוחד, ניצוץ של אהבה שמאיר את ימי החשכה והאי-ודאות שמסביבם.
פולאק / פייר פולאק (קאון דה באו) הוא דמות מרכזית בסביבה הזו, איש רדיו ותיק שמלווה את הצעירים ומנסה לנווט בין דרישות העבודה לבין האתגרים האישיים והפוליטיים שמאיימים על חייהם. האהבה בין אלזה לברה מתגלה ככוח שמרים אותם מעל האיום המתקרב של המלחמה, ומאפשרת להם למצוא רגעים של אנושיות ותקווה בתוך הזמנים הקשים. הסרט מתמקד לא רק ברומן שבין השניים אלא גם בקסם של עולם הרדיו בשנות ה-40, במאבק לשמר את האמנות והיצירתיות מול סערת ההיסטוריה. הסיפור הוא מחווה לתשוקה, לדמיון ולרצון האנושי לשרוד ולהתעלות, גם כשכל העולם סביבם מתמוטט. אהבתם של אלזה וברה מהדהדת כמו קול רדיו חזק וברור, שמצליח לחדור את החשכה ולהשמיע תקווה בלב סערה. "רדיו בריסל" הוא סיפור על האור שבקול, על האנושיות שנמצאת בתוך הצלילים, ועל כוח האהבה שמצליח להחזיק מעמד גם בזמנים החשוכים ביותר.
