Gil et Inez sont deux jeunes fiancés américains préparant leur mariage. Ils passent quelques jours à Paris, accompagnant les parents d'Inez venus en France pour affaire. Alors que Gil est sous le charme de la capitale française et envisage de s'y installer, ni sa promise, ni ses futurs beaux-parents ne l'apprécient outre mesure. La rencontre inopinée avec un autre couple américain dont le mari est un ancien flirt d'Inez, suffisant et imbuvable, va contribuer à éloigner un peu plus les jeunes fiancés.

Gil parcourt la ville à la recherche de l'inspiration pour son prochain roman et, alors que les douze coups de minuit ont sonné, il est invité à monter dans une vieille voiture qui va l'emporter vers le Paris des années 1920. Au fil des nuits, il va alors rencontrer Zelda et F. Scott Fritzgerald, E. Hemingway, P. Picasso, S. Dali... Il va peu à peu tomber amoureux d'Adriana, qui est alors l'égérie de Picasso après avoir été celle de Modigliani.

Pourtant celle-ci ne rêve que du Paris et du Maxim's de la Belle époque, où ils finissent par se retrouver tous deux et où Adriana restera. Gil se séparera d'Inez et restera à Paris, où il rencontrera une jeune contemporaine aimant comme lui la ville sous la pluie.