Met Paris brengt regisseur Cédric Klapisch een ode aan zijn stad Parijs en de mensen die bevoorrecht zijn er te wonen. Een danser, een schrijver, een groenteman, de meest verschillende mensen passeren de revue, allen zorgvuldig bijeen gebracht in het grote web genaamd Parijs.
Als danser Pierre het nieuws ontvangt dat hij lijdt aan een ernstige hartkwaal, stort zijn leven in. Terwijl hij wacht op een mogelijke harttransplantatie slijt hij zijn dagen op het balkon van zijn appartement in hartje Parijs en kijkt hij uit over de daken en het drukke bestaan van de Parijzenaren onder zich.
Zodra Élise (Juliette Binoche), een alleenstaande moeder, het nieuws te horen krijgt van haar doodzieke broer, besluit ze met haar twee kinderen bij hem in te trekken om voor hem te zorgen. Pierre moedigt haar aan meer met mannen uit te gaan, waarna Élise een groenteboer (Jean) ontmoet, maar het niet aandurft een nieuwe relatie aan te gaan. Jean is pas gescheiden van zijn vrouw, die, tot grote ergernis van haar ex-echtgenoot, in de kraam tegenover hem werkt en vrijuit flirt met elke man die zij tegenkomt.
Een andere verhaallijn draait om Roland Verneuil, een universiteitsdocent die voor een televisiestation een programma presenteert over de verschillende facetten van Parijs en vooral de geschiedenis van de stad. Zijn midlifecrisis krijgt vorm in zijn voortdurende misverstand met zijn broer en zijn heimelijke liefde voor een van zijn studenten.
Uiteindelijk wordt de cirkel rond en blijkt zelfs een stad als Parijs klein genoeg voor de toevalligheden van het leven. Zo kabbelt het bestaan van de bewoners van een wereldstad voort, en accepteren ze alle voor- en tegenspoed die op hun pad verschijnt, voortdurend gadegeslagen door Pierre die worstelt met zijn eigen lot. Op luchtige wijze, met humor, kleur en muziek worden deze levens door Klapisch in beeld gebracht, en blijkt hoe bevoorrecht ze eigenlijk zijn.
