Alain Bonnard, Besitzer eines kleinen Programmkinos in Paris, das früher seinem Onkel gehörte, ist Nostalgiker aus Überzeugung. In seinem Cinéma Paradis gibt es keine Eimer mit Popcorn, keine XXL-Colabecher, keine Hollywood-Blockbuster. Ein schlechtes Konzept zum Überleben. Doch Alain hält an seinen Qualitätsansprüchen fest. Er möchte Filme zeigen, die Träume schenken, und er mag die Menschen, die in sein Kino kommen. Ganz besonders diese bezaubernde schüchterne Frau im roten Mantel, die jeden Mittwoch erscheint und sich immer in die Reihe 17 setzt. Was für eine Geschichte sie wohl hat? Eines Abends fasst sich Alain ein Herz und bittet die schöne Unbekannte zum Abendessen. Die zarteste aller Liebesgeschichten bahnt sich an, da passiert etwas, das das Leben des eigenwilligen Kinobesitzers völlig auf den Kopf stellt: Das Cinéma Paradis soll Schauplatz in Allan Woods neuem Film Zärtliche Gedanken an Paris werden. Solène Avril, die Lieblingsschauspielerin des berühmten amerikanischen Regisseurs, kennt das Kino noch aus Kindertagen und hat es sich in den Kopf gesetzt, dort zu drehen. Alain ist völlig überwältigt, als er den kapriziösen Star persönlich kennenlernt. Mit einem Mal stehen das kleine Filmtheater und sein Besitzer im Mittelpunkt des öffentlichen Interesses. Der plüschige Kinosaal ist nun jeden Abend ausverkauft. Doch da ist eine Sache, die den jungen Mann sehr beunruhigt: Die Frau im roten Mantel, von der er nicht viel mehr weiß als ihren Vornamen, ist plötzlich wie vom Erdboden verschwunden. Zufall? Alain begibt sich auf die Suche und erlebt eine Geschichte, wie sie kein Kino schöner erfinden kann...