Amélie Poulain a mené une vie protégée : éduquée à la maison par des parents surprotecteurs, elle se réfugie dans un monde imaginaire qui lui est propre. Lorsqu'elle quitte enfin le foyer familial et trouve un emploi de serveuse dans un café parisien, sa vie est plutôt ordinaire jusqu'à ce qu'une série d'événements extraordinaires la conduise à la découverte d'une boîte en fer blanc contenant les souvenirs longtemps oubliés d'un écolier. C'est alors qu'Amélie découvre sa véritable vocation dans la vie - aider les autres à trouver l'amour et le bonheur - ce qu'elle entreprend à sa manière, unique et magique. Lorsque Amélie tombe elle-même amoureuse, elle se rend compte qu'il n'est pas aussi facile qu'il y paraît d'apporter des solutions soignées..