Amélie Poulain não é uma garota como as outras. Ela cresceu na periferia de Paris, em uma família superprotetora. Seu único contato com o mundo exterior é um trabalho atrás do balcão de uma pequena brasserie, no pitoresco bairro de Montmartre. Um dia, inesperadamente, incríveis coincidências começam a acontecer. Chocada por ouvir no rádio a notícia da morte da princesa Diana, Amélie derruba a garrafa que estava segurando. Abaixa-se para resgatá-la e então depara com uma caixinha de souvenires e brinquedos infantis, havia muito tempo esquecida. Ela parte em busca do antigo proprietário e tanto se esforça que consegue restituí-la ao dono, hoje um senhor de meia-idade. É assim que Amélie descobre sua verdadeira vocação: encarnar uma espécie de anjo da guarda que, secretamente, intervém e transforma, para o bem, a vida das outras pessoas.