En 1940 à Paris. Sam et Eddie sont deux frères. Sam, l'aîné, est un pistard, un coureur cycliste sur piste, l'un des meilleurs de sa génération, particulièrement apprécié du public populaire du vélodrome d'hiver à Paris, le fameux Vel' d'Hiv'. Eddie, le cadet, souffre d'une hémiplégie inférieure du bras gauche et de la jambe gauche. Entre Sam et Eddie, c'est un amour fraternel, quasi fusionnel. Adulé par sa mère, Eddie est rejeté par son père, le docteur Ancelin. Serge Ancelin, persuadé en ses temps d'occupation qu'il vaut mieux Hitler que le Front populaire, soigne le jour ses patients, souvent gratuitement, et passe ses nuits à se perdre dans le jeu avec des officiers allemands. Le 15 juillet 1942, Sam, qui a trouvé portes closes, ne sait rien du drame qui se déroule à l'intérieur du Vél d'Hiv': C'est plus de 13'000 Juifs, raflés par la police française, qui sont enfermés dans des conditions sanitaires inhumaines. Ce que Sam ignore aussi, c'est que sa mère, accourant au secours d'une amie, est jetée sans ménagement à l'intérieur du vélodrome...