Gençliğinde uzun süre bir müzik grubunda gitar çalıp beste yapan Mehmet, 30lu yaşların sonuna geldiğinde hem müziği bırakmış hem de aile hayatında zor zamanlar geçiren birine dönüşmüştür. Eşiyle boşanıp müziği bırakır; maddi anlamda da bitik durumdadır ve bu süreçte kendisini hayata yaklaştıran tek şey kızı Ezgidir. Uzun yıllardır birlikte oldukları arkadaşları Ayşe ve Orhan çiftiyle aynı apartmanda oturmaktadır. Evliliklerinde sorunlar yaşayan Ayşe ve Orhanın tartıştığı akşamlardan birinde Orhanın evi terk etmesi işleri karıştırır.

Bir Avuç Deniz, Deniz isimli bir kızın; Deniz’e aşık Mert’in; Mert’e aşık Deniz ve Dilek’in; belki de hepsinden önemlisi, oğlu Mert’e aşık Rana Hanım’ın hikayesi. Uzun yıllar Amerika’da okuyan ve çalışan Mert (Engin Altan Düzyatan), şirketin Türkiye yöneticisi olmak üzere İstanbul’a döner. Burada arkadaşı Bora (Tuğrul Tülek) ve Bora’nın eşi Aylin (Ahu Yağtu) ile birlikte bir tekne turuna çıkar. Geziye Göcek’te, Mert’in kız arkadaşı Dilek (Zeynep Özder) katılır. Grup keyifli bir tatil geçirirken bir gün teknelerine İstanbul’un en varlıklı ailelerinden birinin kızı olan Deniz (Berrak Tüzünataç) gelir.Deniz’in alaycı ve pervasız havası Mert’i etkiler. O güne dek hep yapması gerekeni yapan, ailesinin çizdiği rotada giden Mert, kendini sorgulamaya başlar. Bir avuç denizin gerçekten de bir deniz olup olmadığını öğrenmek için, önünde uzun bir yolculuk vardır.

Küçük bir kız, yaşadığı kaybın üstesinden gelmeye çalışır. Bu süreçte o, kendisine mesafeli olan amcası ile arasında bir bağ kurmaya çalışır. Onları bir araya getirecek ortak nokta ise müziğe olan tutkularıdır.