A fiktív karaktereket felvonultató történet hordozza a kezdő íróknál előforduló kiforratlanságot és egyszerre akar túl sok témát bejárni, mint például a rasszizmus, a mentális egészség, a szegénységből való kitörési vágy vagy a mozi varázsa. A fény birodalma a különböző problémák árnyékában azt az egységes konklúziót kínálja fel, hogy amíg van mozi, addig bármivel képesek vagyunk megbirkózni. Ez a nemes, ám faék egyszerű állítás önmagában azonban nem elég ahhoz, hogy a film közel két órára lekösse a néző figyelmét, szükség van komplex karakterekre, akik iránt empátiát érzünk, mellettük vagyunk a legsötétebb pillanataikban és örülünk a sikereiknek. Sam Mendes figurái mindössze a didaktikus narratívát hivatottak szolgálni, és a történet teljes unalomba fulladna a színészek, valamint az operatőr, Roger Deakins nélkül, aki ismét bebizonyítja, hogy kamerájával ecsetvonásszerűen alkot képeket és mesterien világítja be a vásznat.
A fény birodalma rögtön az impozáns Empire Cinema bejárásával kezdődik, mely a tengerparti város, Margate ékköve. Az álmos, téli reggelen a mozi épülete még kihalt és fakó, majd érkezik Hilary (Olivia Colman), aki abban a pillanatban, hogy felkapcsolja a villanyt, az elegáns előtér arany fényben úszik. Gyönyörködünk az art deco stílusú és részletgazdag enteriőrben, kint hull a hó, bent a menedzserként dolgozó Hilary mindenre odafigyelve végzi el a feladatait, műsoron a Blues Brothers és a Mindhalálig zene (All That Jazz).
A mozi szerelmeseinek ez maga a mennyország, ám Hilary nem leli örömét a munkájában, kötelességtudóan bejár dolgozni és még azt is megengedi, hogy főnöke (Colin Firth) szexuális igényei kielégítésére használja őt. Estéit magányosan tölti, egyedül karácsonyozik, még egy filmre sem ül be és gyógyszeres kezelésre szorul. A néző számára hamar egyértelművé válik, hogy a középkorú nő hangulatingadozása feltehetőleg annak tudható be, hogy bipoláris zavarban szenved.
Sam Mendes nem sajnálja az időt és aprólékosan rajzolja meg hősnője portréját, ebben segítségére van Olivia Colman, akinek arcán megjelenik az elkeseredettség és a fásultság. A változást a mozi új munkatársa, a színes bőrű, jóképű és fiatal Stephen (Micheal Ward) hozza, aki Hilaryhez hasonlóan — de eltérő okokból — érzi magát kívülállónak. Míg a nő instabil lelki állapota és zaklatott múltja (hűtlen apa) miatt nem tud teljes értékű életet élni, addig Stephent a kívülről érkező hatások (nem nyer felvételt az egyetemre, a helyiek ellenszenvesek vele) akadályozzák meg abban, hogy megvalósítsa álmait és építésznek tanuljon. A két fél a mozi falai között talál egymásra; először barátok, majd szeretők lesznek.
Hilary elkezdi élvezni az életet, Stephen pedig törődést és odafigyelést tanúsít a nő iránt. Az eufórikus állapotnak a nő betegsége vet véget, valamint az, hogy Stephen nem meri felvállalni a kapcsolatot, mert attól fél, hogy bőrszíne miatt további atrocitás érheti őket. Hilary összeomlik és súlyos depresszióba zuhan, majd az Empire Cinemában megtartott Tűzszekerek premierjén teljesen kikel magából, innen pedig nincs visszaút, újabb orvosi kezelésre szorul. Mikor ismét munkába áll, a külvilág szó szerint beront a moziba — szélsőségesek vonulnak az utcára, betörik a mozi ajtaját és megtámadják Stephent, aki komoly sérülésekkel kórházba kerül.
A film záró passzusában Stephen felépül, Hilary végre beül a moziba és megnéz egy filmet, Hal Ashby Isten hozta, Mr…(Being There) című filmjét Peter Sellers főszereplésével. Ekkor Hilary életében először rájön arra, hogy milyen varázslattal bír a mozi. Új fejezet kezdődik mindkettőjük életében: Stephen felvételt nyer az egyetemre, Hilary pedig más szemmel néz a világra és a környezetére. Ez ilyen könnyű lenne? Beülünk a moziba és minden problémánk elszáll?
A fény birodalmával Sam Mendes csatlakozik ahhoz a kortárs filmkészítő trendhez, melyben nagynevű rendezők életrajzi filmben vagy fiktív alkotásban — a mostanában sokat használt kifejezéssel élve — szerelmes levelet írnak a mozihoz és azt hangsúlyozzák, hogy milyen sokat jelent nekik ez a kifejezési forma. Legyen az Damien Chazelle-től a Babylon, mely Hollywood aranykoráról szól, vagy Steven Spielbergtől A Fabelman család, amely a rendező saját fiatalkorát meséli el, mindegyikben azt nézhetjük, ahogy valamelyik karakter átszellemülten mered a vászonra és csillogó szemekkel a film hatása alá kerül. Míg az említett példák esetében a cselekmény többnyire támogatja az üzenetet, addig Mendes sem a szereplőkkel, sem a narratívával nem képes erre, a filmje szépen becsomagolt üres doboz csupán.
A mozi mindössze meseszép helyszín marad, mely egykor négy vetítőteremmel üzemelt, a 80-as évekre már csak kettővel. A hanyatlás okára nem térnek ki, nem beszélnek arról, hogy milyen gazdasági tényezők és fogyasztói szokások vezettek oda, hogy a nagy múltú Empire Cinemát egyre kevesebben keresik fel, ahogy az említett filmek is megmaradnak hivatkozási pontnak. A narratíva felől elhanyagolható adalék, hogy éppen milyen filmet vetítenek, csupán a szemfüles mozibolondok veszik észre Az elefántember posztert a háttérben, vagy az utalást a Kilenctől ötig című filmre. Hilary érdektelen a filmművészettel kapcsolatban, vele szemben a mozigépész, Norman (Toby Jones) és Stephen azok az alkalmazottak, akik értékelik a mozgóképet, például Norman alaposan elmagyarázza Stephennek — így a nézőknek is — a vetítőgép működését; ez az öreguras gesztus szinte komikus, mert hiányzik belőle a valódi tartalom.
Sam Mendes íróként és rendezőként sem tudja eldönteni, hogy mire szeretne igazán fókuszálni: a kor társadalmi problémáira, az anyját is érintő mentális betegségre, vagy a filmművészet nagyszerűségére. Mivel egyik sem áll biztos lábakon, ezért a színészekre és a fényképezésre hagyatkozik. Olivia Colman összes arcrezzenésében felsejlik Hilary magánya, Micheal Ward kedves és naiv, Toby Jones magának való, aki Stephen személyében szintén barátra lel, Colin Firth epizódnyi szerepében a Suszter, szabó, baka, kémben látott karakterét hozza. Roger Deakins nagytotáljai által régi pompájában jelenik meg a tényleges főszereplő, a grandiózus Empire Cinema, ahova azért szívesen beülnénk, még ha a választott film nem is A fény birodalma lenne.
