William Thacker (Hugh Grant) est propriétaire d'une librairie au coeur de Notting Hill à Londres. Il voit un jour entrer dans sa boutique la plus célèbre star Hollywoodienne, Anna Scott (Julia Roberts). Lorsqu'elle referme la porte de la librairie derrière elle, William pense qu'il ne la reverra jamais.
Mais le destin intervient et, quelques instants plus tard, il heurte Anna sur Portobello Road. Ainsi débute une histoire d'amour et d'aventure dans Londres W11.
Avec l'aide de son co-locataire Balourd Spike (Rhys Ifans) et de ses vieux amis Max et Bella (Tim McInnerny et Gina McKee), William cherche le visage qu'il ne peut oublier...