Un acabalat i fred home de negocis coneix a Hollywood Boulevard una jove i atractiva prostituta que lloga durant una setmana perquè sigui el seu acompanyant en els sopars amb els clients. Per això la noia es veurà sotmesa a tot un canvi de look després del qual ningú no podrà veure, a simple vista, que és una noia del carrer.

La història se centra en William, propietari d'una botiga de llibres al popular barri londinenc de Notting Hill, i Anna Scott, l'estrella més rutilant del firmament cinematogràfic. Des del moment en què l'actriu entra a la botiga, William s'embarca en un seguici complicat, per al qual compta amb la inestimable ajuda dels seus inseparables amics, entre els quals destaca el seu company de pis el singular Spike, que observa amb sorpresa incredulitat com el bo de William té un romanç amb una dona inabastable per a qualsevol altre ésser humà.

El film explica diverses històries que succeeixen durant el dia de Sant Valentí. Una oficial de l'exèrcit que vola des de l'Irak a Los Angeles, coincideix a l'avió amb un home que ha de resoldre diversos assumptes. L'amo d'una floristeria li proposa matrimoni a la seva xicota tot i que, en realitat, està enamorat d'una amiga. Una dona jubilada li confessa al seu marit que va tenir una història amb una altra persona. Una dona que treballa a l'agència busca-talents més importants de la ciutat surt amb un empleat de correus. Una desafortunada publicista no té ningú amb qui passar aquest dia.