윌리엄 태커(휴 그랜트분)는 웨스트 런던의 ‘노팅 힐’에 사는 소심한 남자. 역시 독신의 괴상한 친구 스파이크(리스 아이판스 분)와 함께 살고있는 그는, 노팅힐 시장 한쪽 구석에 위치한 조그마한 여행서적 전문점을 운영하며 살고 있다. 그에게는 미래에 대한 포부나 설계는 사치에 불과하다. 여느 때와 마찬가지로 무미건조한 하루를 보내고 있던 그는 세계적으로 유명한 인기 영화배우 안나 스콧(줄리아 로버츠 분)이 그의 책방 문을 열고 들어와 책을 사고 나가자 잠깐 동안에 일어난 이 엄청난 사건에 어쩔 줄을 모른다.

 몇분 뒤 오렌지 주스를 사서 돌아오던 그는 길 모퉁이를 돌던 안나와 부딪혀 그녀에게 주스를 모두 쏟고 만다. 윌리엄은 근처에 있는 그의 집으로 그녀를 안내하여 씻고 옷을 갈아 입도록 한다. 그리고 헤어지기 전에 받은 그녀의 갑작스런 키스를 잊지 못한다. 며칠 후 안나는 전화를 걸어 자신이 묵고 있는 호텔로 윌리엄을 초대 한다. 마침 기자와의 인터뷰 중이던 그녀는, 그녀의 매니저에 의해 기자로 오인 받은 그가 마주앉아 엉뚱한 질문들을 둘러대자 웃음을 터트린다. 그리고 매니저의 눈을 피해 윌리엄의 여동생 생일 파티에 함께 가기로 약속한다. 생일파티에 온 안나를 본 친구들은 그녀가 진짜 스타인 것을 한참 뒤에야 깨닫고 함성을 지른다.

 파티 후 산책을 하던 안나와 윌리엄은 더욱 가까워지고 로맨틱한 분위기가 무르익을 즈음, 그녀는 그를 자신의 호텔로 데리고 올라간다. 하지만 그녀의 방에는 뜻밖에도 미국에서 갑자기 찾아온 그녀의 남자친구가 기다리고 있었고, 그녀가 어쭐 줄 모르자 윌리엄은 룸 서비스라고 얼버무린 후 돌아서 나온다. 그를 위로하려는 친구와 가족들의 노력에도 불구하고 그는 안나를 향한 그리움을 지울 수가 없는데. 반년이 지난 후 그녀가 윌리엄 앞에 갑자기 나타난다. 그녀가 무명시절 찍었던 장난스런 누드 사진들이 신문 1면에 공개되어 그녀의 인기는 물론 그녀 자신에게 커다란 상처를 준 사건이 발생한 다음날이었다.

 윌리엄은 사건이 잠잠해질 때가지 그녀를 자신의 집에서 함께 지내도록 배려한다. 하지만 룸 메이트의 스파이크 때문에 이 소문이 노팅힐에 모두 퍼지고, 그녀와 윌리엄 사이의 관계를 대서 특필하러 몰려든 기자들을 보고 그녀는 배신감에 화를 내며 떠나 버린다. 그녀가 다음 영화 촬영차 노팅힐에 들른 것을 알게된 윌리엄은 그녀를 다시 찾아간다. 그녀와의 멋진 만남을 꿈꾸며 촬영이 끝나길 기다리던 그는 그녀가 그와의 사랑을 달갑지 않게 말하는 것을 우연히 듣고 그녀를 잊기로 결심한다. 윌리엄을 찾아온 안나는 그것이 오해였음을 말하고 자신의 사랑을 고백하지만, 윌리엄은 더 이상 그녀와의 차이를 극복할 자신이 없음을 말하고 그녀를 거절한다. 그러나 그녀가 영국을 떠나기 마지막 날 기자 회견장에 참석하고 있는 것을 들은 윌리엄은 자신의 사랑을 놓치지 않기 위해 회견장으로 달려가는데.