Ένας ανώνυμος άντρας πολιορκεί μια γοητευτική, αινιγματική γυναίκα μέσα στο λαμπερό σκηνικό ενός αριστοκρατικού ξενοδοχείου στην ευρωπαϊκή παραθεριστική πόλη Μαρίενμπαντ. Ισχυρίζεται ότι είχαν συναντηθεί και φλέρταραν εκεί έναν χρόνο νωρίτερα και προσπαθεί να την πείσει να φύγει μαζί του, κάτω από το βλέμμα του βλοσυρού συνοδού της. Ενώ η ίδια στην αρχή αρνείται τα πάντα, η σχέση τους ξεδιπλώνεται μέσω θραυσμάτων μνήμης ή φαντασίας, που όμως δεν ταιριάζουν ποτέ.