Bir doktor kızı olan Amelie, annesinin ölümü sonucu babasının ilgi alanından uzaklaşmış kendi yarattığı dünyasının etrafında yaşamaya başlamıştır. Babası onun bir kalp hastası olduğunu düşündüğü için diğer çocuklardan uzak tutmuştur. Hatta kendisi kızıyla temas kuracağı esnada belirli sağlık kontrolünden geçer. Amelie’nin annesi kızı henüz küçük yaştayken kilisenin tepesinden intihar eden birinin üzerine düşmesi sonucu hayatını kaybetmiştir.

Babasının eşini kaybetmesi sonucu hayatı daha sessiz yaşamış Amelie’den iyiden iyiye uzaklaşmıştır. Kendisini sadece eşi için uygun bir mezar bulmaya adamıştır. Bu sırada yalnız kalan Amelie zaman geçirebilmek için kendini sıra dışı hayal gücüne adamıştır. 22 yaşına geldiğinde yöneticisi eski bir sirk göstericisi olan adamın olduğu yerde garson olarak işe başlar. Cafe çalışanları Amelie kadar esrarengiz karakterlerdir. Amelie birbirinden başarısız bir kaç ilişki geçirmiş ancak kendini farklı alışkanlıklara adamıştır. Parise yürüyüşe çıkmak, Martin Kanalı’nda taş çektirmek, beğendiği taşları koleksiyon olarak toplamak için hobiler geliştirmiş hayal gücünü tamamen özgür bırakmıştır.

Televizyon izlediği esnada Prenses Diana’nın öldürüldüğünü öğrenir ve hayatı değişmeye başlar. Banyoya bir çocuk tarafından yıllar önce gizlenmiş olan kutu bulur ve sahibini aramaya başlar. Kendisine verdiği söz doğrultusunda eğer sahibini bulursa kendini artık iyiliğe adayacaktır. Apartmanında yaşadığı ressamın sayesinde kutunun sahibini bulur ve ardından çevresindekilerin iyilik meleği haline gelir. Babasının dünya turuna çıkmasına yardımcı olmuştur. Hatta iş arkadaşlarına, apartman çalışanlarına, manavda çalışan çırak için yardımını esirgememiştir.

Ancak bir süre sonra farkettiği bir şey vardır. Kendisi çevresindeki insanlar için mutluluk kaynağı oluyorken insanlar onun mutlu olması için hiç bir şey yapmamaktadır. Bu sırada yalnızlığını sorgulamaya başlar ve bunu tetikleyen olay Nino’yla tanışmasıdır. Nino fotoğraf çekilen insanların kenara atılmış vesikalık fotoğraflarını toplayan tuhaf bir karakterdir. Amelie, kendi yöntemleriyle Nino’yu etkilemeye çalışsada utangaç tavırları buna engel olmuştur. Filmin sonunda Amelie, başkalarının mutluluğu için çaba harcarken kendi mutluluğu içinde bir şeyler yapabileceğini öğrenir.