Tremembé revela as intrigas, casos amorosos e histórias inusitadas que acontecem dentro do presídio que abriga os criminosos mais famosos do Brasil.

Matheus (Sidney Santiago) e Japonês (Daniel Rocha) são dois jovens que não são amigos, mas que se juntam para realizar uma série de sequestros na noite de São Paulo. A primeira vítima é Isabel (Marina Ruy Barbosa), uma jovem de 21 anso que está saindo de um bar. Os três estão nervosos. Quando encontram o primeiro caixa eletrônico às 22h, ele está quebrado. Os dois percebem que não conseguirão encontrar outro caixa-eletrônico antes da manhã do dia seguinte. Mantendo Isabel refém, eles dirigem de um lado pro outro pela noite, decidindo o que fazer com ela.

Ana e Chico se mudam para um novo apartamento em São Paulo. Enquanto arrumam as coisas, ela acha uma fita K7 com a frase "Todas As Canções de Amor" e decide escutar. Trata-se de uma mixtape que Clarisse fez 20 anos antes para seu marido Daniel, com musicas de emoções diversas que intensificam a ideia de amor e finitude. Enquanto Ana tenta desvendar essa relação do passado, as histórias dos dois casais se entrelaçam em dois tempos , um mesmo local e a mesma trilha sonora.

Traição, desejo de vingança, assassinatos e armações são alguns dos temas de quatro histórias nas quais há sempre um dilema moral envolvido.