Una dona jove, Eulàlia, que viu a París, arriba a Barcelona. El seu pare s’havia exiliat a la fi de la guerra civil i als anys seixanta havia tornat a la seva ciutat, pensant suïcidar-se després de la mort de la seva companya. Però no ho va fer, sinó que va escriure una novel·la sobre Barcelona, que va tenir èxit.

Eulàlia, la seva filla, ve a la ciutat per resoldre un problema editorial, i aleshores entra en contacte amb un advocat, Roger, que havia conegut el seu pare. Roger acompanya la noia a conèixer la ciutat, sobretot els barris populars que més van seduir el seu pare i que apareixen evocats en la seva novel·la.

A través de l’exploració de la ciutat, Eulàlia va descobrint qui era el seu pare i per què Barcelona havia arribat a ocupar un lloc tan important en la seva vida. Ella viu un enamorament semblant, i es podria dir que, amb Un amor a l’ombra de la pedra blava, Lluís Permanyer ha escrit una novel·la d’amor a Barcelona.