在经历了两次失败的婚姻后，神经质的纽约喜剧演员艾尔维·辛格遇到了一个想成为歌手的女孩安妮·霍尔，他们逐渐坠入爱河，但安妮的父母并不喜欢艾尔维。在艾尔维的鼓励下，安妮开始学习声乐，进步很快，但他们的关系经历了波折，后来又复合了。安妮的歌曲越来越好，这引起了唱片商托尼的注意。在托尼的邀请下，安妮来到好莱坞制作唱片。艾尔维意识到安妮的离开。他来到洛杉矶向安妮求婚，但被她拒绝了。在生活和事业上逐渐成熟的安妮开始了自己的人生之旅。