Camille (Audrey Tautou) est technicienne de surface, dessine à ses heures perdues et habite sous les toits d'un immeuble parisien. Elle fait la connaissance de Philibert (Laurent Stocker), jeune aristocrate qui habite un grand appartement dans ce même immeuble et qui héberge Franck (Guillaume Canet), cuisinier. Suite à une mauvaise grippe, Camille est recueillie par Philibert. Après quelques épisodes de vie commune plus au moins difficiles, tous 3 décident de prendre avec eux la grand-mère de Franck, Paulette (Françoise Bertin) placée en maison de retraite.

Les premières images du film et toutes celles de l'arrivée à la maison de Paulette sont prises à partir de la ruelle du Moulin à Montfort l'Amaury ainsi que dans la rue Saint-Nicolas avec en arrière-plan l'église Saint-Pierre que l'on retrouve dans l'interview de Guillaume Canet au sein du making-of. Par ailleurs, la scène de l'anniversaire de Camille et la dernière séquence du film sont tournées au restaurant "La Place", place de la Libération.