Los acontecimientos transcurren en 1905. Julio Olmedo llega hasta el idílico Gran Hotel, situado a las afueras de un pueblo llamado Cantaloa, para investigar la desaparición de su hermana Cristina, que trabajaba en el mismo como encargada de planta. Allí, Julio irá conociendo al personal del hotel y entablará relación con una de las hijas de la familia Alarcón, propietaria del hotel, Alicia, quien le ayudará en sus investigaciones. Los dos jóvenes se enamoran perdidamente y viven un amor apasionado, aunque también imposible por la diferencia de clases. Juntos irán descubriendo mentiras y secretos celosamente guardados entre las paredes del Gran Hotel.

Tres meses después de la boda entre Alicia y Diego, y del intento de asesinato de Andrés, los recién casados regresan al Gran Hotel tras su luna de miel en París. Al volver al hotel, Alicia descubre que Julio sigue estando en el Gran Hotel, pues se quedó a investigar quién quiso asesinar a Andrés y a partir de ese momento, la joven empieza a revivir el amor que sentía por Julio y creía perdido. Por otro lado, Belén está a punto de dar a luz, lo que significa que pronto nacerá el inexistente hijo de Sofía y Alfredo.

Tras descubrir el anónimo que acusa a Alicia de engañarle, Diego sigue obsesionado con saber con quién le es infiel su esposa. Mientras, la joven sigue investigando la muerte de su padre con el fin de saber toda la verdad, aunque su madre, doña Teresa, le advierte que si la descubriese no sería capaz de resistirla. Por otro lado, Sofía intentará conseguir el perdón de Alfredo y volver a acercarse a él, pero no lo conseguirá fácilmente. Además, Belén, quien todo el mundo creía excluida para siempre del Gran Hotel, volverá tras un cambio sorprendente a la vez que don Ernesto lo abandona para siempre, dejando con una inmensa tristeza a Ángela, quien guarda un gran secreto que no tardará en ser revelado ante todos.