Elle (Emmanuelle Riva) es una actriz que se encuentra trabajando en una película anti bélica en la ciudad de Hiroshima. Acaba de tener un encuentro casual con Lui (Eiji Okada), un arquitecto que vive en la ciudad.

Elle se prepara para volver al set de la película, mientras que Lui decide visitar el Museo de la Segunda Guerra Mundial antes de llegar al set. Durante aquella pequeña travesía y, durante el resto de la película, ambos personajes mantienen conversaciones sobre sus vidas, sobre sus trágicos amores pasados o sobre lo que estaban haciendo durante el ataque de Estados Unidos a Hiroshima.

Gracias al guión, escrito por la novelista y dramaturga Marguerite Duras, los diálogos que se dan en "Hiroshima Mon Amour" son diálogos intensos, románticos, idealistas y sinceros. La película también marcó el inicio de la nouvelle vague francesa, por lo que es clave para cualquier admirador de este movimiento, pero más allá de este mérito, también es una película intrigante, hermosa y cautivadora.