Um encontro ocasional em Hiroshima desperta um romance entre um arquiteto japonês e uma atriz francesa, que está na cidade participando de um filme sobre a paz. A relação amorosa constitui a base para Resnais explorar a natureza da memória, da experiência e da representação. Além de amantes, eles também se tornam confidentes, o que traz a memória de uma história, nunca contada antes, do primeiro amor dela. Durante a Segunda Guerra Mundial, em Nevers, ela se apaixonou por um soldado alemão. No dia em que a cidade foi libertada, ele foi baleado e morto, e ela, submetida à humilhação e à desonra pública.