En el bullicioso corazón de Montmartre, París, una joven introvertida llamada Amélie Poulain descubre el poder de las pequeñas maravillas de la vida. Tras una infancia marcada por la soledad y la peculiaridad de su familia, Amélie decide afrontar el mundo a su manera. Su vida da un giro inesperado cuando tropieza con un tesoro escondido en su apartamento: una caja de recuerdos perteneciente a un niño que la había dejado atrás. Decidida a devolver esa felicidad perdida, Amélie se embarca en una misión para transformar no solo la vida de los demás, sino también la suya.