O filme conta a história de Amélie, uma menina que cresce isolada das outras crianças. O seu pai julga que Amélie possui uma anomalia no coração, que tende a bater muito rápido durante os exames mensais que lhe faz. Na verdade, Amélie fica nervosa com este raro contato físico com o pai. Por isso, e somente por isso, o seu coração bate mais rápido que o normal. Seus pais, então, privam Amélie de frequentar escola e ter contato com outras crianças. A sua mãe, que é professora, é quem a alfabetiza até falecer. A sua infância e a morte prematura de sua mãe acabam por influenciar fortemente o desenvolvimento de Amélie e a forma como ela se relaciona com as pessoas e com o mundo depois de adulta.
Após a sua maioridade, muda-se do subúrbio para o bairro parisiense de Montmartre, onde começa a trabalhar como garçonete. Certo dia, encontra no banheiro do seu apartamento uma caixinha com brinquedos e figurinhas pertencentes ao antigo morador do apartamento. Decide procurá-lo e entregar o pertence ao seu dono, Dominique, anonimamente. Ao notar que ele chora de alegria ao reaver o seu objeto, a moça fica impressionada e remodela a sua visão do mundo.
A partir de então, Amélie engaja-se na realização de pequenos gestos a fim de ajudar e tornar mais felizes as pessoas ao seu redor. Ela ganha aí um novo sentido para a sua existência. Numa destas pequenas grandes ações, ela encontra um homem. E então o seu destino muda para sempre.
Comptine d'un autre été (02:00) (edição limitada francesa)
La Maison (02:03) (edição limitada francesa)
Outras músicas são usadas no filme, mas não foram oferecidas no álbum da trilha sonora. É o caso, por exemplo, do Adagio para seqüências de caracteres de Samuel Barber, usado na sequência de vídeo com a narração de Frédéric Mitterrand.
Jean-Pierre Jeunet descobriu Yann Tiersen por acaso, graças a um estagiário de cinema que ouviu uma de suas fitas cassete durante uma viagem de carro.
Em 2003, a cantora francesa Alizée gravou a música Amélie m'a dit, na qual presta homenagem ao filme. A música está incluída no álbum Mes courants électriques e foi single do seu álbum ao vivo En concert. Há também uma versão em inglês da música.
Cinco indicações ao Oscar, nas seguintes categorias: Melhor Filme Estrangeiro, Melhor Direção de Arte, Melhor Fotografia, Melhor Som e Melhor Roteiro Original.
Uma indicação ao Globo de Ouro, na categoria de Melhor Filme Estrangeiro.
Ganhou dois prêmios no BAFTA, nas seguintes categorias: Melhor Roteiro Original e Melhor Desenho de Produção. Foi ainda indicado em outras 7 categorias: Melhor Filme, Melhor Diretor, Melhor Atriz (Audrey Tautou), Melhor Filme Estrangeiro, Melhor Fotografia, Melhor Trilha Sonora e Melhor Edição.
Recebeu treze indicações ao César, nas seguintes categorias: Melhor Filme, Melhor Diretor, Melhor Atriz (Audrey Tautou), Melhor Ator Coadjuvante (Rufus e Jamel Debbouze), Melhor Atriz Coadjuvante (Isabelle Nanty), Melhor Fotografia, Melhor Figurino, Melhor Edição, Melhor Desenho de Produção, Melhor Trilha Sonora, Melhor Som e Melhor Roteiro.