ロンドン在住のオスカー・コリンズは堅物で独身、初老の科学者。そんな彼が住むアパートの隣に、美しいモデルの娘ペニー・レーンが引っ越してきた。ある夜、偶然にできた壁の穴からペニーのセクシーな姿を見たオスカーは瞬時に魅了され、研究よりもペニーを覗き見ることが日常となった。山積みの資料を放り捨て壁を剥がし、あらゆる箇所に穴を開けてひたすらペニーを追いかけるオスカーは幻想の世界で彼女の恋人となっていた...
ジェーンが40歳の誕生日に、自身の30歳の誕生日を回想する間、アニエス・ヴァルダの伝説の女性への尽きることのないイメージがヴィヴィッドに展開する。その空想は、犯罪映画の妖婦、サイレントシネマの凸凹コンビ、モンローのように男たちのファンタジーの対象である女性、よくあるメロドラマの恋人たち、西部劇のカラミティ・ジェーン、ターザンのジェーン、そしてジャンヌ・ダルクへと、ジェーンのイメージを自由自在に拡張させていく。アニエスはまるで自身が画家でもあるかのように、ジェーンを名画の中に息づかせることも忘れない。一方で綴られるジェーンの日常のスケッチ。そこにはセルジュ・ゲンズブールや娘たちとの時間も織り込まれる。そのどれもが、シャイで大胆で逞しく、危うくて儚くて美しい、ジェーン・バーキンの魅力を余す事なく切り取った、アニエスによる私的な肖像画になっている。
娘(シャルロット・ゲンズブール)が自宅の庭で開いたパーティーで、泥酔した同級生の少年ジュリアン(マチュー・ドゥミ)を介抱したマリー・ジェーン(ジェーン・バーキン)は、あろうことか15歳の少年に不思議な感情を抱く。ジュリアンもまた、40歳のマリー・ジェーンに恋愛感情を持っている。微妙な力関係の中、人目を盗んで密会を重ねる二人。そんなある日、二人がキスを交わしているところを、ルシーに目撃されてしまう。
画家ニコラスとその恋人マリアンヌは画商に招かれ、老画家フレンホーフェルの邸宅にやってくる。フレンホーフェルは10年前、妻をモデルに自らの最高傑作『美しき諍い女』描こうとするが、完成直前にその制作を中断して以来、筆を握っていなかった。しかし彼はマリアンヌに“美しき諍い女”を見出して再び制作に挑むことを決意する。モデルと画家の緊張感ある関係は、次第に彼の妻リズやニコラスをも巻き込んでいき…。