Hong Kong, 1962. M. et Mme Chow emménagent dans leur nouvel appartement le même jour que leurs voisins, M. et Mme Chan. Sans comprendre comment cela a commencé, Chow Mo-wan et Chan Li-zhen apprennent que leurs époux respectifs ont une liaison. Cette découverte les choque mais les rapproche. Ils se voient de plus en plus souvent mais le voisinage commence à s'en apercevoir. Il semble n'y avoir aucune possibilité pour eux de vivre une relation amoureuse. Mais la retenue, les réserves émotionnelles de Mme Chan hantent M. Chow, qui sent ses sentiments changer.
Hong Kong, 1966. Dans sa petite chambre d'hôtel, Chow Mo Wan, écrivain en mal d'inspiration, tente de finir un livre de science-fiction situé en 2046. A travers l'écriture, Chow se souvient des femmes qui ont traversé son existence solitaire. Passionnées, cérébrales ou romantiques, elles ont chacune laissé une trace indélébile dans sa mémoire et nourri son imaginaire. L'une d'entre elles revient constamment hanter son souvenir : Su Li Zhen, la seule qu'il ait sans doute aimée. Elle occupait une chambre voisine de la sienne - la 2046...
Dans le café-buffet de la gare de Milford, un homme et une femme se disent adieu. Troublée par l’arrivée fortuite d’une amie encombrante, Laura, la femme, fait un malaise au moment où l’homme la quitte pour prendre son train. De retour à la maison, elle passe la soirée en compagnie de son mari et imagine secrètement qu’elle lui confesse sa liaison…
Après la mort de son petit ami, Lucia, qui est serveuse à Madrid, disparaît. Elle s'est exilée sur une île méditerranéenne afin de se ressourcer. Dans le calme de son exil, elle redécouvre les aspects troubles de son ancienne relation amoureuse.
Un jeune ténor du barreau gagne toutes les causes qu'il défend en mentant comme un arracheur de dents et en usant d'une mauvaise foi abyssale. Mais il est allé jusqu'à décevoir son propre fils qui, écœuré, conçoit le souhait qu'il soit incapable de mentir pendant vingt-quatre heures. Ce qui va entraîner catastrophe sur catastrophe mais finalement lui remettre les pieds sur terre.
Ben, écrivain new-yorkais, se rend a Savannah pour rejoindre sa future femme, Bridget. Dans l'avion, il fait la connaissance d'une jeune femme excentrique, Sarah. Ensemble, ils vont subir toutes sortes d'aventures et de catastrophes: accident d'avion, imposture, vol, strip-tease, ouragan... A travers cette aventure picaresque, Ben va remettre en question sa vie et son mariage.
Paul, un Américain établi à Paris, et Jeanne font connaissance alors qu'ils visitent, un matin d'hiver, un grand appartement vide. Ils font l'amour sans rien savoir l'un de l'autre, pas même leurs prénoms. Paul loue l'appartement et le couple s'y donne rendez-vous jusqu'à ce que la situation devienne insoutenable.
Ferrand, célèbre metteur en scène, commence le tournage de son nouveau film, « Je vous présente Pamela », aux studios de la Victorine, à Nice. Il a rassemblé autour de lui Bertrand, son producteur, Alphonse, le jeune premier, Julie Baker, une actrice américaine dépressive accompagnée de son mari, le docteur Nelson, Séverine, qui noie les outrages de l'âge dans la boisson, Alexandre, un acteur quinquagénaire et, bien sûr, toute son équipe technique. Le tournage se révèle long et difficile, d'autant plus que tous ces personnages accumulent intrigues, passions et éclats, devant et derrière les caméras…
À bout d'idées, Raoul demande à Stéphane de l'aider à rendre le sourire à Solange, sa femme. Ensemble, ils partent s'occuper d'une colonie de vacances où Solange finit par tomber amoureuse de Christian, un jeune surdoué de 13 ans qui s'ennuie autant qu'elle...
Dans un château de Bohême transformé en hôtel, des gens vivent dans une atmosphère feutrée. Ils sont là pour se reposer, et tout autre bruit hors quelques paroles chuchotées est proscrit. Un homme s’attache à une femme et tente de la persuader qu’ils ont eu une aventure, l’année dernière à Marienbad.
Une réflexion sur le désir à travers les amours compliquées d'un metteur en scene et de sa soeur qui, il y a vingt ans, était un homme.