Em O Vale do Amor, o diretor Guillaume Nicloux (A Religiosa) junta dois ícones do cinema francês: Isabelle Huppert e Gérard Depardieu.
Eles são os protagonistas de uma história inusitada sobre um ex-casal que se reencontra depois de vários anos para realizar o último desejo do filho que se suicidou. Antes de morrer, ele deixou uma carta para cada um dos pais pedindo a eles que o encontrem no "Vale da Morte", uma região árida localizada ao norte do Deserto de Mojave, na Califórnia (EUA). Nas cartas o filho pede ainda que eles visitem sete pontos específicos na região durante sete dias consecutivos porque em um desses locais ocorrerá o encontro.
A mãe abraça a ideia sem questionamentos, na esperança de rever o filho que abandonou aos sete anos de idade e assim aplacar o seu remorso. Já o pai, que também se culpa por ter deixado o filho num colégio interno após a separação, é mais cético.
Seguindo as orientações contidas nas cartas, os dois iniciam uma jornada de expiação de suas culpas ao mesmo tempo em que vão aos poucos se reaproximando. Envolvidos pela solidão e pelo calor do deserto eles mantém longas conversas, enquanto esperam pela aparição do filho morto. Nessas conversas eles abordam não só os seus sentimentos com relação ao filho que ambos renegaram, mas também comentam sobre o passado e sobre os rumos que suas vidas tomaram (ambos se casaram novamente e constituíram outras famílias).
Curiosamente eles interpretam dois atores franceses, que levam os mesmos nomes de seus intérpretes, ou seja: Isabelle e Gérard.
Os dias vão passando sem novidades, até que numa certa noite Gérard é surpreendido pelos gritos que vem do quarto de Isabelle. Ele arromba a porta e encontra a mulher apavorada, jurando que acabara de receber a visita do filho. Porém, uma busca minuciosa no aposento revela que não havia mais ninguém ali.
Gérard insiste que tudo não passou de um sonho, até que ele mesmo experimenta algo parecido: ao subir sozinho numa montanha, num dos locais indicados na carta, ele ouve alguma coisa, desaparece por algum tempo e quando retorna para a companhia da ex-mulher afirma ter visto o filho.