Paris’in Montmartre semtinde yaşayan Amélie, çocukluğundan beri kendi küçük dünyasına çekilmiş bir genç kadındır. Garsonluk yaptığı kafede, etrafındaki insanları gözlemleyerek ve basit zevklerle vakit geçirerek hayatını sürdürür.

Annesinin erken ölümü ve babasının mesafeli tavırları, onun yalnızlığını pekiştirmiştir. Bir gün evinde tesadüfen eski bir kutu bulur ve bu kutuyu sahibine ulaştırmaya karar verir.

Bu küçük iyilik hareketi, Amélie’nin hayatında bir dönüm noktası olur. Kutunun sahibinin yüzünde yarattığı mutluluğu gören Amélie, başkalarının hayatlarına dokunarak kendi mutluluğunu keşfetmeye başlar.

Amélie, etrafındaki insanların sorunlarını çözmeye çalışırken kendini de bu sürecin içinde bulur. Bir fotoğraf kabininde karşılaştığı gizemli bir yabancı, onun kalbinde yeni bir his uyandırır.

Artık sadece başkalarının mutluluğu için değil, kendi aşkı için de cesur adımlar atması gerektiğini fark eder.