Cléo è una cantante che si aggira per Parigi mentre attende i risultati di un esame medico temendo che essi le rivelino che è malata di cancro. Mentre si prepara all'appuntamento con il dottore, incontra amici e sconosciuti. Percependo indifferenza, si ritrova a mettere in discussione l'immagine di bambola che gli altri hanno di lei. Trova infine conforto nella compagnia di uno sconosciuto che incontra in un parco. Lo sconosciuto la accompagna all'ospedale, dove incontra il dottore che le darà i risultati dell'esame...