2 американца живут по соседству в съемных парижских квартирах. У Джерри Маллигана, оставшегося во Франции после войны, есть много причин любить Париж, но главное: только этот город способен дарить вдохновение художнику. Джерри, веселый и жизнерадостный по природе, каждое утро выходит на улицы Монмартра и пытается продать свои картины. Адам Кук — пианист. Он не так жизнерадостен, как его друг и сосед, и считает себя неудачником. Он сам себя называет «самым старым на свете вундеркиндом». К Адаму приходит его друг Анри Борель, звезда мюзик-холла, и рассказывает о своей помолвке с юной Лиз. Она — дочь бойцов Сопротивления; Анри укрывал и защищал ее в войну. Анри описывает Лиз Адаму, и в итоге выходит портрет настолько разносторонний и противоречивый, что Адам ничего не понимает. Адам знакомит Анри с Джерри, и 3 друга поют и танцуют в кафе на радость всем посетителям.
На Монмартре Джерри знакомится с богатой американкой Майло Робертс, которая покупает у него 2 картины и хочет сделать его имя известным. Джерри возвращается домой в роскошном автомобиле Майло, чем приводит в восторг окрестных ребятишек, которых он учит песне на англ. языке «У меня есть ритм». В тот же вечер Майло и Джерри идут в ночной клуб, где Джерри с 1-го взгляда влюбляется в юную незнакомку по имени Лиз и узнает номер ее телефона. Это очень раздражает Майло, и она корит Джерри за дурное воспитание. На следующий день Джерри приходит в парфюмерный магазин, где работает Лиз, настойчиво ухаживает за ней и с боем добивается свидания. Вне себя от счастья, он поет радостную песню «Тра-ля-ля», отплясывая на рояле Адама. С наступлением темноты он прогуливается с Лиз по набережным Сены, и они поют дуэтом «Наша любовь не исчезнет». Лиз убегает, чтобы успеть встретиться с Анри (поскольку она и есть его невеста) на выходе из театра, где только что закончилось его выступление. Она не успела увидеть заключительный номер его программы — «Я построю лестницу в рай». Анри сообщает Лиз, что намерен жениться на ней, а затем уехать в Америку.
В мансарде Адам мечтает об успехе. В мечтах он дирижирует большим симфоническим оркестром, исполняющим концерт его сочинения. Он же солирует на рояле и аккомпанирует себе на всех инструментах. Он же — и зритель, который в конце бешено аплодирует музыкантам. Майло показывает Джерри новую мастерскую, которую она арендовала для него. Джерри работает не покладая рук, чтобы успеть к выставке, которая должна состояться через 3 месяца. Между тем Адам первый понимает, что его друзья Джерри и Анри влюблены в одну и ту же девушку. Анри даже советует Джерри, когда тот откровенничает перед ним, как можно быстрее признаться в любви той, кого он любит. В тот же вечер на набережной Джерри следует этому совету, и тогда Лиз говорит ему, что они видятся в последний раз, поскольку она выходит замуж за Анри — не по любви, а из признательности.
Джерри, глубоко потрясенный, спешит к Майло, которая давно его любит, и приглашает ее на бал студентов-художников. Там он вновь видит Лиз и Анри: бедняга по-прежнему ни о чем не догадывается. Это их последняя ночь в Париже. Попрощавшись с девушкой, Джерри остается один и в своем воображении преследует и встречает Лиз в различных кварталах Парижа — таких, какими бы их нарисовали Дюфи (площадь Согласия), Ренуар (цветочный рынок у площади Мадлен), «Таможенник» Руссо (Ботанический сад), Утрилло (улица), Тулуз-Лотрек (иллюстрация его картины «Шоколад танцует в баре Ашилла»), Ван Гог (площадь Оперы). Закончив мечтать, он возвращается в реальный мир — и видит Лиз, бегущую к нему: она рассказала обо всем Анри, и тот отпустил ее к тому кого она любит.