Air Mata Mualaf mengikuti kisah Anggie (Acha Septriasa), seorang wanita Indonesia yang menempuh pendidikan di Australia. Hidupnya berubah ketika menjadi korban kekerasan dari kekasihnya, Ethan (Matt Williams), di Sydney. Setelah mengalami titik terendah dan merasa tak sanggup lagi bertahan, Anggie akhirnya memutuskan untuk pergi meninggalkan Ethan dan semua masa lalunya.

Dalam kondisi mabuk dan terluka, ia terjatuh di depan sebuah masjid dan diselamatkan oleh Fatimah (Hana Saraswati), seorang gadis muda yang juga pengurus masjid tersebut. Kebaikan hati Fatimah dan lantunan ayat suci Al-Qur’an yang ia dengar dari sang gadis perlahan menyentuh hati Anggie. Dari situlah, keinginan untuk belajar Islam tumbuh dalam dirinya, membawa Anggie pada perjalanan spiritual yang penuh makna.

Keputusan Anggie untuk memeluk Islam menjadi awal dari babak baru hidupnya, penuh tantangan, penolakan, dan ujian, terutama dari keluarga serta lingkungan yang sulit menerima perubahan itu. Namun di balik semua rintangan, ia menemukan ketenangan, keberanian, dan makna baru tentang cinta, keluarga, dan pengampunan.

Apakah Anggie bisa menemukan kedamaian sejati di tengah badai penolakan? Dan sampai sejauh mana ia sanggup mempertahankan keyakinan barunya demi hidup yang lebih bermakna?