吉尔（欧文•威尔逊 Owen Wilson 饰）是位颇有才华的年轻作家，他带着未婚妻伊内兹（瑞秋•麦克亚当斯 Rachel McAdams 饰）以及岳父岳母来到了巴黎度假。吉尔对这座城市充满了向往，他希望能在这里完成自己的第一部小说。然而，伊内兹及其父母却对这个决定表示了坚决反对。在巴黎的夜晚，吉尔遇到了一个神秘的人物——赫克托尔（麦克•辛 Michael Sheen 饰），他声称自己是法国诗人保罗•瓦莱里 Paul Valéry 的化身。在赫克托尔的引领下，吉尔穿越时空，来到了一个由毕加索、达利和海明威等大师们组成的“午夜巴黎”。在这个奇妙的时空中，吉尔与这些大师们交流思想、探讨艺术，他开始重新审视自己的创作之路。而与此同时，伊内兹也开始对自己的决定产生了动摇。在这个充满浪漫气息的巴黎夜晚，吉尔必须做出抉择：是留在“午夜巴黎”，还是回到现实世界，继续与伊内兹共度余生？