کتاب این همه نوری که نمی توانیم ببینیم روایتگر داستان سه شخصیت است که زندگی آنها در جریان بمباران شهری فرانسوی که تحت اشغال آلمان است در اوت 1944 باهم تلاقی پیدا می کند. ماری لور لوبلان در پاریس بزرگ می شود، جایی که پدرش دانیل لوبلان در آنجا کار می کند. ماری-لور نابینا می شود، اما پدرش به او می آموزد که چطور مستقلا در محله خود رفت و آمد کند و یک ماکت کوچک از محله برای او می سازد تا به کمکش راههای محله را یاد بگیرد. در ژوئن 1940، زمانی که او 12 ساله است، خطر اشغال پاریس توسط آلمان به حدی می رسد که دیگر نمی توان آن را نادیده گرفت. ماری لور و دانیل از پاریس به سن مالو می گریزند، جایی که به عموی بزرگش، اتین، و همسرش مادام مانک می پیوندند. دانیل بدون اینکه ماری لور بداند، هنگام خروج از پاریس، یک وسیله بالقوه مهم را با خود حمل می کند. موزه تاریخ طبیعی صاحب الماس افسانه ای به نام دریای شعله ها است. در هنگامه ی تهدید اشغال شهر، مدیران موزه سه نسخه از روی این الماس می سازند. سه تا از چهار سنگ توسط اعضای مختلف موزه از جمله دانیل به جای دیگری فرستاده می‌شوند، در حالی که سنگ چهارم در موزه باقی می‌ماند. هیچ کس نمی داند سنگی که همراه دارد واقعی است یا نه. زمانی که دانیل در سن مالو است، سعی می کند ماکتی از شهر بسازد تا ماری-لور بتواند مسیریابی در آن را بیاموزد، و همچنین الماس را در ماکتی که از خانه اتین می سازد پنهان می کند. در دسامبر 1940، دانیل به پاریس احضار شده و در آنجا دستگیر می شود. سپس او را به اردوگاهی در آلمان می برند و سرانجام در آنجا می میرد.

مادام مانک بسیاری از مردم شهر فرانسه را بسیج کرده است تا در اقدامات مقاومتی علیه اشغالگران آلمانی شرکت کنند. اگرچه اتین در ابتدا مردد است، او و ماری-لور در نهایت شروع به مشارکت می کنند. اتین سهم ویژه ای در این امر دارد: یک فرستنده رادیویی قدرتمند در طبقه زیر شیروانی خانه او پنهان شده است. قبل از جنگ، اتین از آن برای پخش صداهای ضبط شده از برادر متوفی خود استفاده می کرد که برنامه های علمی را برای کودکان به عنوان راهی برای زنده نگه داشتن یاد او ارائه می کرد. اکنون او از فرستنده رادیویی برای پخش کدها و پیام ها به عنوان راهی برای خنثی کردن تلاش های نظامی آلمان استفاده می کند. این اقدام به او و ماری لور اجازه می دهد حتی پس از مرگ مادام مانک در سال 1942 امیدوار باقی بمانند. در همین حال، پسری به نام ورنر پنیگ در یتیم خانه ای در آلمان با خواهرش جوتا بزرگ می شود. ورنر از نظر دانش ریاضی، فنی و علمی بسیار با استعداد است. پس از اینکه او و جوتا به طور تصادفی یک رادیوی بی صاحب را پیدا می کنند، ورنر به خود یاد می‌دهد که وسایل الکترونیکی را تعمیر و بازسازی کند. او همچنین می تواند به یک برنامه مرموز فرانسوی گوش می دهد که در آن مردی مفاهیم علمی را به زبان ساده توضیح می دهد. با به قدرت رسیدن حزب نازی در آلمان، استعدادهای ورنر توجه مردم محلی را به خود جلب می کند و وقتی چهارده ساله شد، در یک مدرسه آموزشی تخصصی پذیرفته شد. او امیدوار است که این فرصت به او آینده روشن تری بدهد، اما جوتا می ترسد که برادرش توسط ایدئولوژی نازی ها فاسد شود. در واقع، هنگامی که ورنر در مدرسه است، شاهد ظلم و بی رحمی زیادی است، از جمله کتک زدن دوست نزدیکش که منجر به آسیب شدید مغزی به وی می شود. وقتی ورنر شانزده ساله است، سن او در اوراق هویتی زیاد می شود تا بتواند در خط مقدم آلمان خدمت کند. او دو سال آینده را صرف سفر به اطراف و ردیابی غیرنظامیانی می کند که از فرستنده های رادیویی غیرقانونی در سرزمین های اشغالی آلمان استفاده می کنند. ورنر در کنار یک سرباز آلمانی به نام ولخهایمر کار می کند. اگرچه ورنر سعی می‌کند تضاد اخلاقی را که تجربه می‌کند نادیده بگیرد، اما وقتی یکی از سربازانش یک زن و کودک خردسال را می‌کشد، وحشت‌زده می‌شود. در بهار 1944، او و همکارانش به سنت مالو فرستاده می‌شوند، جایی که او با شگفتی متوجه می‌شود که مردی با همان صدای برنامه‌ای که در کودکی به آن گوش می‌داد در حال پخش کدهای مخفی است. ورنر مطمئن نیست که چه باید بکند، این اطلاعات را مخفی نگه می دارد، اما از خانه ای که سیگنال از آن پخش می شود جاسوسی می کند و ماری-لور را می بیند.

در همین دوره زمانی، به یکی از مقامات نازی به نام فون رامپل دستور داده شده است تا جواهرات سرزمین های اشغالی آلمان را ضبط و فهرست بندی کند. او برای یافتن دریای افسانه‌ای شعله‌ها اشتهای فراوانی دارد، مخصوصاً به این دلیل که از سرطان رنج می‌برد و معتقد است که الماس به او جاودانگی می‌دهد. بین سال‌های 1940 و 1944، او به تدریج سه سنگ از چهار سنگ را ردیابی و پیدا می‌کند، اما سنگ واقعی همچنان از او دور است. او سرانجام در راه یافتن سنگ از آخرین اقامتگاه شناخته شده دانیل لبلانک سر در می آورد: سن مالو. در اوت 1944، نیروهای متفقین بمباران سنت مالو را آغاز کردند. هر سه شخصیت تحت تأثیر بمباران قرار می گیرند: ورنر وقتی ساختمانی بر روی او فرو می ریزد در یک سرداب گیر می افتد، ماری-لور در خانه خود تنها است، مطمئن نیست چه کاری باید انجام دهد، و فون رامپل از فرصت استفاده می کند و به خانه می رود تا به جستجوی الماس بپردازد. وقتی می شنود که یک غریبه وارد خانه می شود، ماری لور با فرستنده رادیویی اتین در اتاق زیر شیروانی پنهان می شود و الماس را با خود بر می دارد. در طول چهار روز، او پنهان می ماند و پیام هایی را پخش می کند که ورنر در حالی که در انبار به دام افتاده دریافت می کند. ورنر سرانجام از سرداب فرار می کند و با عجله به سمت خانه می رود. فون رامپل معتقد است که ورنر نیز به دنبال الماس است و زمانی که سرباز جوان را تهدید می کند، ورنر شلیک می کند و او را می کشد. پس از آن ماری-لور می تواند از مخفیگاه بیرون بیاید و ورنر به او کمک می کند تا به مکان امنی برسد. همانطور که آنها از شهر فرار می کنند، ماری-لور الماس را در یک غار پنهان می کند و کلید غار را به ورنر می دهد. راه آنها از هم جدا می شود و ماری لور دوباره به اتین می پیوندد و برای زندگی با او به پاریس می رود. ورنر زندانی و بیمار می شود. چند ماه بعد در حالی که هذیان می‌ گوید، به‌طور تصادفی روی مین پا می‌گذارد و می‌میرد. سال‌ها بعد، در سال 1974، برخی از دارایی‌های ورنر برای ولخهایمر فرستاده می‌شود و ولخهایمر آنها را به جوتا می‌برد. جوتا این سرنخ‌ها را دنبال می‌کند تا در نهایت با ماری-لور، که دانشمند شده و صاحب فرزند شده است، آشنا می شود. اگرچه ماری-لور از خود می‌پرسد که آیا ممکن است ورنر برای برداشتن الماس برگردد، اما به نظر می‌رسد که به احتمال زیاد این سنگ در غار رها شده است.