Francuska aktorka przebywa w Hiroszimie w związku ze zdjęciami do międzynarodowego, antywojennego filmu. Tuż przed swoim wyjazdem poznaje japońskiego architekta , z którym wdaje się w gwałtowny, pełen namiętności romans. Podczas tego krótkiego związku bohaterowie przeżywają nie tylko miłosne uniesienia, ale dzielą się również ze sobą tragicznymi wspomnieniami własnej przeszłości. Rodzina Japończyka, razem z 250 tysiącami ludzi, zginęła podczas wybuchu bomby atomowej nad Hiroszimą. Francuzka natomiast jako młoda dziewczyna zakochała się w niemieckim żołnierzu, który w dzień wyzwolenia został zastrzelony na jej oczach. Za romans z okupantem społeczeństwo rodzinnego Nevers brutalnie napiętnowało dziewczynę, a rodzice zamknęli ją w piwnicy. Zarówno kobieta, jak i jej japoński przyjaciel, mimo udanego życia nigdy nie wyzwolili się z wojennych przeżyć, które wciąż są ich podstawowym punktem odniesienia.