Musim Dingin di Izmir berkisah tentang perjalanan seorang gadis penghuni panti asuhan bernama Ayya Sophia mencari keberadaan ayahnya. Tak ada nama. Tak ada cerita. Namun, kerinduan yang tumbuh di hati gadis itu mengalahkan segalanya. Selembar foto berlatar Hagia Sophia memberinya keyakinan jika ayahnya adalah seorang lelaki dari Tanah Ottoman. Mengejar beasiswa merupakan jalan yang ditempuh Ayya agar bisa tinggal di Turki dan menguak masa lalu kedua orangtuanya. Namun, ternyata semua tak berjalan mudah. Terlebih ada banyak hati yang terluka karenanya.