Cléo (Corinne Marchand) é uma cantora francesa que vive um momento de angústia, enquanto espera o resultado de um exame. O teste pode apontar se ela tem ou não um câncer de estômago. Sem saber o que fazer, Cléo perambula pela cidade de Paris. Ela passa uma hora e meia fazendo coisas banais, à procura de distração, até que conhece um soldado que está prestes a ir para a guerra na Argélia.