Po večnih romancah Pred sončnim vzhodom in Pred sončnim zahodom še v tretje srečamo Celine in Jesseja, ki se po devetih letih njune zveze znajdeta pred novo ljubezensko preizkušnjo. Kljub idiličnim počitnicam v Grčiji z ljubkima hčerkama, se Celine in Jesse v mislih vrneta v preteklost njunega burnega odnosa in poskušata dognati, kako bi se odvilo njuno življenje, če ne bi prišlo do usodnega ljubezenskega srečanja na vlaku.
Ameriški oče, Jesse, (Ethan Hawke) se na letališču Kalamata v Grčiji poslovi od sina Hanka, ki je z Jessejem in njegovo družino preživel "svoje najboljše počitnice" in se vrača k materi v ZDA. Najstnik je ob slovesu veliko bolj miren kot njegov štiridesetletni oče, ki ga zemljepisna razdalja med njima zelo boli. Pred letališčem se pridruži svoji družini, Celine (Julie Delpy) in njunima majhnima dvojčicama Elli in Nini (Jennifer in Charlotte Prior). Med vožnjo skozi skalnato Mesinijo se Jesse in Celine pogovarjata – o življenju daleč od Hanka, o karieri okoljevarstvenice in upanju na novo službo, o prepletu antične in sodobne Grčije okrog njiju. Jesse namigne, da bi se rad iz Pariza preselil nazaj v Ameriko, toda Celine je z ZDA opravila – nekaj časa sta že živela v New Yorku in se ne namerava vrniti. Jesse je uspešen pisatelj in v Grčiji sta gosta v vili starejšega pisatelja Patricka (Walter Lassally). Jesse s svojimi domislicami zabava zbrano družbo, gostoljubne grške pare, toda Celine je že malo naveličana igranja vloge Jessejeve francoske muze. Grška prijatelja Jesseju in Celine podarita noč v razkošnem hotelu na obali, medtem ko bi onadva čuvala dvojčici. Tja se odpravita peš in medtem ko ju pot vodi skozi čudovito pokrajino, uživata drug ob drugem, se pogovarjata, zbadata, razpravljata in flirtata. Kaj naj dolgoletni par v razkošni hotelski sobi počne drugega, kot da odvržeta vse skrbi, obveznosti in obleke ter se ljubi? Toda pri Jesseju in Celine idilo pokvari resničnost: breme otrok, delo, ambicije, razočaranja, nihanja v ljubezenskem odnosu, napori pri razvijanju odnosa. Njuna idilična noč jima prinese nepričakovane preizkušnje. Jesse in Celine sta se spoznala v svojih dvajsetih v filmu Pred sončnim vzhodom (1995), se ponovno združila v tridesetih v Pred sončnim zahodom (2004), tokrat, v Pred polnočjo, pa se soočata s preteklostjo, sedanjostjo in prihodnostjo, ter družino, romantiko in ljubeznijo. Preden ura odbije polnoč, se njuna zgodba zopet odvije.
