아멜리 풀랭은 과잉보호하는 부모로부터 가정교육을 받으며 근심 없는 삶을 살다가 자기만의 환상의 세계로 후퇴한다. 아멜리는 결국 집을 떠나 파리의 한 카페에서 종업원으로 일하면서 평범하게 살지만, 어느 날 여러 특별한 사건으로 인해 오랫동안 잊힌 한 남학생의 추억이 든 양철 상자를 발견한다. 그렇게 아멜리는 삶의 진정한 소명을 찾는다. 남들의 사랑과 행복을 찾아주는 것이다. 아멜리는 이를 자기만의 독특하고 마법적인 방법으로 해낸다. 아멜리 본인이 사랑에 빠지자, 깔끔한 해결책을 만드는 게 생각만큼 쉽지 않다는 걸 깨닫는다.
