Amélie žije v pařížské čtvrti Montmartre, která je světem sama pro sebe. Je číšnicí v místním bistru, nakupuje u místního zelináře, zdraví sousedy jako na malém městě.

V jejím životě se nikdy neudálo nic zvláštního, až na matčinu kuriózní smrt, nad níž Améliin tatínek stále truchlí. Amélie by asi zůstala smířená se svým osamělým údělem, kdyby jednoho dne neobjevila ve svém bytě ukrytý poklad v podobě staré krabice s památkami na dětství někdejšího nájemníka.

Nejenže se Amélie rozhodne po letech doručit krabici jejímu majiteli, ale dospěje současně k poznání, že může pomáhat zlepšit a napravovat okolní svět. Když pak jednoho dne objeví člověka sbírajícího u nádražních fotoautomatů zahozené podobenky cizích lidí, Amélie se zamiluje. Trvá to ale ještě nějaký čas, než se seznámí s Ninem a než mu dovolí rozšifrovat její tajemné zprávy.