Quand un matin, Anna Scott, l'actrice la plus célèbre d'Hollywood, pousse la porte de la librairie de William Thacket, située dans le charmant quartier de Notting Hill, à l'ouest de Londres, le libraire ignore que commence une grande aventure. Par une série de hasards comme seul le destin peut en mettre en scène, William et Anna vivent une rencontre étonnante, attachante. Lorsque la star le rappelle quelque temps plus tard, William n'ose y croire.