Tropicaliente acompanha a história de Letícia (Silvia Pfeifer), jovem rica que desafia o pai, Gaspar (Francisco Cuoco), por amor. Aos 17 anos, ela abandona o conforto da família e passa a viver numa cabana com Ramiro (Herson Capri). O pescador, sete anos mais velho, sai para trabalhar no mar. Porém, uma longa ausência muda o rumo desse romance e separa o casal.
Ramiro permanece três meses em alto-mar, enquanto Letícia acredita que ele a abandonou. Por isso, a jovem retorna à casa dos pais e segue para fora do Brasil, onde termina os estudos. Quando o pescador finalmente volta, não encontra a amada. Assim, ele interpreta a partida como prova de que a relação representou apenas um capricho passageiro para ela.
Anos depois, Letícia retorna ao Brasil viúva e com dois filhos, Vitor (Selton Mello) e Amanda (Paloma Duarte). Gaspar entrega à filha a administração do estaleiro e da indústria pesqueira da família no Ceará. Nesse cenário, Tropicaliente promove o reencontro dela com Ramiro. Agora, ele lidera uma comunidade de pescadores e construiu uma família durante o período de separação.
Ramiro vive com Serena (Regina Dourado), sua companheira, e os filhos Açucena (Carolina Dieckmmann) e Cassiano (Márcio Garcia). Mesmo ligado à família, o pescador ainda guarda sentimentos por Letícia. Além disso, a empresa administrada por ela compra o pescado da aldeia. Essa relação profissional aproxima os antigos apaixonados e, consequentemente, reacende conflitos que atingem Serena e alteram a rotina das famílias.
Enquanto Letícia enfrenta esse impasse, François (Victor Fasano) tenta conquistá-la de olho em sua fortuna. Para alcançar seu objetivo, ele recebe a ajuda de Franchico (Cássio Gabus Mendes), um trambiqueiro envolvido em diferentes artimanhas. Paralelamente, Vitor se aproxima de Açucena e conquista a jovem. No entanto, a chegada de Franchico ao caminho dela cria outro conflito amoroso na história.
Outra relação movimenta Tropicaliente: Cassiano se envolve com Dalila (Carla Marins), filha do pescador Samuel (Stênio Garcia), grande amigo de Ramiro. Dessa forma, diferentes romances se cruzam no litoral cearense e aproximam famílias de realidades distintas. Entre reencontros, interesses e novas paixões, Letícia e Ramiro lidam com sentimentos antigos, enquanto seus filhos também enfrentam escolhas e conflitos amorosos.