Rory Jansen, jeune auteur new-yorkais, rejeté par les maisons d’édition, peine à lancer sa carrière. En voyage de noces à Paris, son épouse Dora lui offre un porte-documents chiné chez un brocanteur. Rory y découvre un manuscrit magistralement écrit. Il se l’approprie et réussit à le faire publier sous son nom. Contre toute attente, le roman remporte un immense succès et propulse le jeune...

Los Angeles, dans un futur proche. Theodore Twombly, un homme sensible au caractère complexe, est inconsolable suite à une rupture difficile. Il fait alors l'acquisition d'un programme informatique ultramoderne, capable de s'adapter à la personnalité de chaque utilisateur. En lançant le système, il fait la connaissance de 'Samantha', une voix féminine intelligente, intuitive et étonnamment drôle....