Paris, je t'aime stellt in 18 Episoden die Liebe in den Vordergrund. So muss eine Mutter ihr Kind schweren Herzens abgeben, um sich um das Baby einer reichen Familie zu kümmern, während ein Mann sich erneut in seine kranke Frau verliebt. Alle Geschichten werden von je unterschiedlichen namhaften Regisseuren inszeniert und spielen in den verschiedenen Arrondissements der französischen Hauptstadt Paris.

Der alleinstehende, 19-jährige Malik wird zu einer Haftstrafe von sechs Jahren verurteilt. Der Franzose maghrebinischer Abstammung landet daraufhin in einem Gefängnis, das von einer korsischen Mafiagruppe unter Führung von César Luciani kontrolliert wird. Dem mächtigen Luciani gelingt es mittels Bestechung, ungestört seinen Geschäften nachzugehen, während ihm die muslimischen Mitinsassen verhasst sind. Der Mafiapate zwingt den ungebildeten, unreligiösen Jungen von der Straße, einen arabischen Mithäftling namens Reyeb zu töten. Reyeb rät ihm, die Zeit zu nutzen, um klüger aus dem Gefängnis herauszukommen.

Der Film beginnt mit einer Tanzshow auf einer Hochzeitsfeier. Auch die Gäste tanzen und das Hochzeitspaar schneidet die Torte an, die anschließend von vier Kellnern zurück in die Küche getragen wird. Dort herrscht geschäftiges Treiben, in der hintersten Ecke spülen drei Schwarze das Geschirr. Einer von ihnen ist Samba, der seit zehn Jahren als Einwanderer ohne Papiere in Paris lebt. Er verfolgt seinen großen Traum, eines Tages als Restaurantkoch zu arbeiten. Er wird jedoch verhaftet und landet in Abschiebehaft. In dieser scheinbar aussichtslosen Situation tritt Alice, eine dünnhäutige Karrierefrau, die sich nach einem Burnout nun ehrenamtlich in der Flüchtlingshilfe engagiert, in sein Leben. Ihre Kollegin Manu rät ihr, die Distanz zu wahren.

Am Tag der Toten hält sich der britische Geheimagent Bond in Mexiko-Stadt auf und tötet zwei Männer, die planen, ein vollbesetztes Stadion in die Luft zu sprengen. Den Auftrag dazu erhielt er von seiner ehemaligen Chefin M einen Tag nach ihrem Tod in Form einer Videobotschaft, in der sie ihn auffordert, einen Mann namens Sciarra zu finden, zu töten sowie dessen Beerdigung nicht zu verpassen. Das Gebäude mit den zwei Attentätern und ihrem Auftraggeber Sciarra stürzt in sich zusammen, doch der flieht, von Bond verfolgt, an Bord eines Helikopters. Bond wirft im darauffolgenden Handgemenge Sciarra und den Piloten aus dem Helikopter, kann jedoch vorher Sciarras Ring, auf dem ein Octopus eingraviert ist, an sich nehmen.