Шість історій відбуваються в різний час і в різних місцях. Вони навіть відрізняються за жанровою складовою — комедія, драма, бойовик, трилер, детектив, антиутопія, містика. Попри все це, вони мають щось спільне. Поступово події починають переплітатися і стирати часові рамки та реальність. І це при тому, що дії відбуваються в різні проміжки впродовж періоду в 500 років.

Сюжет фантастики Хмарний атлас запозичено в однойменного твору, написаного Девідом Мітчеллом. Книга вийшла у 2004 році. Створення фільму суттєво відрізняється від сотень проєктів режисерським балансом. Одразу три директори картини працювали над екранізацією роману, і всі вони володіли рівними правами й впливом на виробничі та організаційні моменти. Під час знімання бойовика Холлі Беррі довелося найважче — акторка зламала ногу.

Оскільки в кінотворі сплітаються шість часових відрізків, режисери знімали ці проміжки окремо, кожен зі своєю знімальною групою. Один із режисерів стрічки Лана Вачковскі прочитала оригінальну книгу 2005 року, а порекомендувала цей роман Наталі Портман. Лані дуже сподобалася задумка та оригінальність історії, і вона миттєво під'єднала свою сестру Ліллі. Разом жінки написали чорновий варіант сценарію упродовж року.