William vit à Notting Hill, à l'ouest de Londres. Divorcé, ce trentenaire mène une existence paisible entre sa librairie et la maison qu'il partage avec Spike, un ami. Lorsqu'un matin la belle Anna Scott, l'actrice la plus célèbre d'Hollywood, pousse la porte de sa boutique, William ignore...
Miranda, une mystérieuse Londonienne, dispose de plusieurs identités. Lorsque Frank, un jeune libraire, succombe à son charme, il va se retrouver entraîné dans des aventures pour le moins étonnantes.