Joskus rakkaus syttyy sattumasta. Kaksi ihmistä kohtaa, maailma liikahtaa paikoiltaan. Näin käy Nathalielle, joka kävelee suoraan kömpelön mutta vilpittömän François'n sydämeen. Ensikohtaamisesta lähtien he ovat yhdessä jatkuvasti, onnellisina. Kun François ei eräänä päivänä palaakaan kotiin juoksulenkiltään, ajattelee Nathalie menettäneensä mahdollisuuden onneen ikuisiksi ajoiksi.

Sitten sattuma puuttuu peliin - taas. Surusta sekava Nathalie suutelee ruotsalaista kollegaansa, harmitonta ja charmitonta Markusta. Nathalie unohtaa suudelman yhtä nopeasti kuin sen antoikin. Hänen onnekseen Markus ei unohda. Pian Nathalie saa huomata, että Markuksen harmauden alla piilee hurmaava herrasmies.

Nainen, jonka nimi on Nathalie on kepeä ja traaginen, arkinen ja runollinen tarina sattumasta, menetyksestä ja toipumisesta. Siitä, kuinka rakkautta on kaikkialla - etenkin siellä, mistä sitä vähiten osaa etsiä.

David ja Stéphane Foenkinoksen ohjaama Nainen, jonka nimi on Nathalie, perustuu David Foenkinoksen samannimiseen romaaniin.