Dora (Fernanda Montenegro) trabalha escrevendo cartas para analfabetos na estação Central do Brasil, Rio de Janeiro. A escrivã ajuda um menino (Vinícius de Oliveira), após sua mãe ser atropelada, a tentar encontrar o pai que nunca conheceu, no interior do Nordeste.
Che Guevara (Gael García Bernal) era um jovem estudante de Medicina que, em 1952, decide viajar pela América do Sul com seu amigo Alberto Granado (Rodrigo de la Serna). A viagem é realizada em uma moto, que acaba quebrando após 8 meses. Eles então passam a seguir viagem através de caronas e caminhadas, sempre conhecendo novos lugares. Porém, depois de passar por Machu Picchu, a dupla conhece uma colônia de leprosos e passam a questionar a validade do progresso econômico da região, que privilegia apenas uma pequena parte da população.
Na Estrada é uma adaptação de clássico romance de Jack Kerouac, que definiu a geração Beatnik. Logo após a morte de seu pai, Sal Paradise (Sam Riley), um jovem de Nova Iorque que deseja tornar-se escritor, encontra Dean Moriarty (Garrett Hedlund), um astucioso trapaceiro, casado com a muito liberal Marylou (Kristen Stewart). Sal e Dean tornam-se melhores amigos. Determinados a fugirem de uma vida monótona e cheia de regras sociais, eles partem juntos pela estrada, acompanhados de Marylou. Os três jovens aventuram-se sem rumo, em busca de novos encontros e de novas descobertas.