Een Franse actrice (Emmanuelle Riva) wordt in Hiroshima verliefd op een Japanse architect (Eiji Okada). De actrice en de architect delen een traumatisch oorlogsverleden: de vrouw had tijdens de oorlog een verhouding met een Duitse soldaat en werd als landverraadster opgepakt; de jonge architect heeft de verschrikkingen van de atoombom gezien.

Alain Resnais’ Nouvelle Vague-klassieker werd bij uitbreng geprezen om zijn onconventionele vorm; de regisseur besloot geen flashbacks te gebruiken, maar liet heden en (oorlogs)verleden vloeiend in elkaar overlopen.