Berlin, l'été après la capitulation allemande, la famille Köhler est obligée de partager avec quatre autres locataires un appartement trop petit.
M. Köhler, veuf et malade, vit là avec ses trois enfants. Sa fille Eva s'occupe de la maison pendant la journée, et la nuit fréquente les bars. Le premier fils, Karl-Heinz, ancien soldat de la Wehrmacht, se cache dans l'appartement, craignant d'aller en prison. Le plus jeune, Edmund, âgé de douze ans, est confronté à la dure réalité de la vie. Il s'efforce d'aider sa famille à survivre. Après avoir empoisonné son père, à l'instigation de son ex-instituteur nazi, il finit par se jeter du haut d'un immeuble.
Allemagne année zéro constitue le dernier volet de ce qui a été parfois appelé la « trilogie de la guerre » (Rome, ville ouverte, 1945 ; Païsa, 1946 ; Allemagne année zéro, 1947). Avec cette trilogie, Rossellini a ouvert la voie à ce qu'on a nommé le néoréalisme.
Le film est tourné dans les ruines du Berlin d'après-guerre, dont une scène dans les décombres de la chancellerie du Reich ; certaines scènes d'intérieur ont été filmées en studio à Rome.
Il est dédié au fils du réalisateur, Romano (qui venait de mourir à 9 ans[1] d'une appendicite). Rossellini aurait recherché une certaine ressemblance avec son fils dans le personnage principal du film (choix de l'acteur, coiffure, attitudes)[2].