В одному з фрагментів турист зі Сполучених Штатів відвідує паризьку станцію метро і зустрічає молоду француженку, яка виявляє до нього несподівану доброту і відкриває йому очі на красу міста. Інша історія розповідає про молодого чоловіка, який зустрічається зі своєю колишньою дівчиною у Ле-Маре. Коли вони прогулюються околицями, спливають старі спогади, що розкривають складнощі їхніх минулих стосунків. У гумористичному сегменті артист-мім виступає на вулицях Пігаль. Він несподівано знайомиться зі скорботною жінкою, яка втратила свого маленького сина. Один із сегментів досліджує напружені стосунки між подружжям, які обговорюють своє кохання одне до одного в кафе біля цвинтаря Пер-Лашез.
Це лише кілька прикладів різноманітних історій, зображених у фільмі "Париж, я люблю тебе". Кожен сегмент зазвичай триває близько п'яти хвилин і дає змогу зазирнути в життя, стосунки та емоції його героїв. Фільм охоплює широкий спектр жанрів, включаючи романтику, драму, комедію та фентезі, демонструючи таланти різних режисерів та їхні унікальні погляди на місто Париж.