A la terrasse du café des Poètes, à Saint-Germain-des-Prés, Orphée, jeune écrivain, est témoin de l'étrange disparition d'un apollon de l'avant-garde littéraire, renversé par deux motards casqués et emmené dans la Rolls-Royce d'une mystérieuse princesse. Tandis que son épouse, Eurydice, se plaint de ses absences, Orphée erre dans Paris à la recherche de cette femme qui le fascine...
Un agent secret, Lemmy Caution, a pour mission de retrouver le professeur von Braun dans la cité futuriste d'Alphaville dirigée par le cerveau-robot Alpha 60. En découvrant que Lemmy veut emmener le professeur sur une autre planète, Alpha 60 le fait arrêter et le condamne à mort. Lemmy parvient à s'évader et tente de détruire Alpha 60.
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