Nous sommes en Europe à la fin des années 1930 avec Marie-Laure Leblanc, une fillette orpheline de mère et aveugle de surcroît, sur qui veille un père d’une extrême prévenance. Ce dernier travaille comme gardien des clés de tous les trésors que recèle le Muséum national d’histoire naturelle de Paris. Quand les Allemands occupent la ville en 1940, Marie-Laure et son père prennent la fuite pour rejoindre Saint-Malo, où réside un grand-oncle prêt à les accueillir. Toutefois, avant leur départ, le directeur du Muséum confie au père la garde de l’« Océan de Flammes », un énorme diamant frappé d’une malédiction qui protège celui qui le détient mais qui détruit ceux qu’il aime.
En contrepoint, nous suivons Werner Pfennig, un jeune orphelin allemand doté d’un talent extraordinaire pour bricoler des postes radio. Son talent lui vaudra d’être admis dans une école d’élite nazie, malgré la pauvreté de ses origines. Ses remarquables dispositions pour la transmission électromagnétique et son amitié avec Volkheimer, un « colosse » de sa promotion, le mettront, un temps, à l’abri des violences exercées sur ses condisciples pour les préparer à mourir pour l’Allemagne. Mais bien vite, alors qu’il n’a que quinze ans, il est expédié sur le front russe.
Un troisième acteur fait son apparition presque au début du roman : le Stabsfeldwebel Von Rumpel. Officier de l’Armée allemande, il a été chargé par Göring de mettre la main sur le fameux diamant conservé dans les voûtes du Muséum. Parvenu sur les lieux où devrait se trouver la précieuse pierre, il découvre que le directeur en a fait réaliser trois copies qu’il a confiées à autant de personnes. Quatre porteurs de diamant sont en cavale ! Qui détient le vrai ? Après avoir très vite retrouvé les trois faux, Von Rumpel se lance sur la piste du serrurier et de sa fille. Quand ces trois personnages se rencontreront, chacun trouvera le dénouement de sa destinée. En dire la manière serait gâcher le plaisir du lecteur.
Devant cette intrigue qui mêle merveilleux et histoire, ces rebondissements souvent prévisibles, ces personnages stéréotypés et ces innombrables références à Jules Verne, le lecteur aura souvent l’impression de lire un roman jeunesse. Ce qui n’enlève rien à la qualité du bouquin d’Anthony Doerr. Mais, à qui s’attendrait à une plongée dans une histoire qui prend aux tripes et captive l’esprit, il faut dire que ce n’est pas là la tonalité dans laquelle brille Toute la lumière que nous ne pouvons voir.