La película narra la historia de la joven camarera Amélie Poulain, quien el mismo día que se entera de que Lady Di fallece en un accidente de tráfico, descubre que en su baño hay una pequeña caja que contiene juguetes, fotografías y cromos que un chico escondió cuarenta años atrás. Decide entonces buscarlo y entregarle la caja. Una vez hace la devolución de la caja y nota la positiva reacción de su dueño, Amélie tiene un nuevo propósito para su vida: lograr que las personas que están a su alrededor se sientan felices.