La storia di Mediterranea prende ispirazione dalle vicende realmente accadute a Koudous Seihou, cittadino del Burkina Faso che nel film interpreta se stesso con il nome di Ayiva. Koudous/Ayiva e suo fratello Abas decidono di lasciare il loro paese nella speranza di una vita migliore. Si mettono in viaggio insieme ad altri connazionali per il deserto algerino e i suoi predoni, fino alle coste libiche dalle quali salpano, speranzosi, alla volta di quelle italiane. La speranza però non basta ad affrontare, nella notte, il mare in tempesta, e molti non ce la fanno. L’arrivo di una vedetta della guardia costiera italiana trae in salvo i sopravvissuti: tra loro Ayiva e Abas. I due fratelli approdano dunque in Sicilia, a Lampedusa, dove li aspetta l’esperienza del centro di accoglienza, fatta di attesa e precarietà.
Poi il tanto atteso arrivo nel continente, a Rosarno (in Calabria), dove Ayiva spera di trovare un lavoro per garantire un futuro migliore alla figlia lasciata in Africa. La mancanza di documenti e l’impellenza di un lavoro portano anche Ayiva e Abas nei campi, per la raccolta degli agrumi. È da qui che iniziano ad emergere più chiaramente le differenze tra i due fratelli: il coscienzioso Ayiva e l’insofferente Abas.
Ayiva entra nelle simpatie del datore di lavoro, Rocco, e della sua famiglia, con cui comincia ad instaurare un rapporto di fiducia e rispetto. Oltre a Rocco, Ayiva conosce anche il giovane Pio, ladruncolo e piccolo boss della zona. Intanto, le condizioni di vita sono pesanti e i ragazzi dapprima accampati in baracche, si spostano in un affollato appartamento, ritrovo della comunità africana. E proprio lo sgombero di questo stabile innesca la violenta rivolta degli immigrati, esasperati dalle condizioni di sfruttamento in cui sono costretti a vivere; scontri che richiamano quelli realmente scoppiati a Rosarno nel 2010.