자유를 외치는 젊은이들의 뜨거운 열기로 가득한 1968년 파리, 영화광인 미국인 유학생 매튜(마이클 피트)는 시네마테크에서 쌍둥이 남매 이사벨(에바 그린)과 테오(루이 가렐)를 만나 가까워진다. 부모가 휴가를 떠난 이사벨과 테오의 집에서 한 달 간 지내게 된 매튜는 영화와 음악, 책, 혁명 등의 이야기를 자유롭게 나누며 특별한 추억을 쌓는다. 자연스레 이사벨에게 사랑을 느끼게 되는 매튜, 하지만 이사벨은 테오와 떨어지려 하지 않고 세 사람의 은밀하고 특별한 관계는 계속되는데...