Fabuła Akcja Valiant Hearts rozgrywa się w latach 1914–1917, podczas I wojny światowej na froncie zachodnim. Punkt wyjścia stanowią losy rodziny francuskiego rolnika Émile'a Chaillona, mieszkającego w Saint-Mihiel niedaleko granicy z Niemcami. Po wybuchu wybuchu niemiecki zięć Émile'a, Karl, zostaje zdeportowany oraz oddzielony od swojej francuskiej żony Marie i ich synka Victora. Émile z kolei zostaje zwerbowany do francuskiej armii. Losy Émile’a i Karla podczas działań wojennych splatają się z losami belgijskiej studentki weterynarii, Anny, która zostaje pielęgniarką; afroamerykańskiego ochotnika Freddiego z Legii Cudzoziemskiej; oraz psa sanitarnego Walta.
Tematem Valiant Hearts jest cierpienie, którego doznają obie strony konfliktu (Niemcy oraz siły ententy) podczas wojny pozycyjnej oraz absurd walk zbrojnych, które z powodów narodowościowych prowadzą do rozbicia więzi międzyludzkich. W końcowej części gry Karl zostaje uratowany i zjednoczony ze swoją rodziną, ale z kolei Émile – uderzywszy łopatą francuskiego dowódcę pchającego swych żołnierzy ku rzezi – zostaje aresztowany i skazany za bunt przez francuski sąd wojskowy na śmierć przez rozstrzelanie.