Nueve años han pasado desde el encuentro de Jesse y Celine en Viena (película Antes del amanecer). Jesse se ha convertido en un escritor exitoso, Celine en un ecologista militante. Mientras que Jesse responde a una entrevista y firma dedicatorias en una librería anglófona de París, Celine aparece. Ella se reconoce en el personaje del último libro de Jesse. Deciden caminar un poco por las calles de París. Se informa que Celine no ha podido asistir a la cita que ellos habían fijado para seis meses después de su primer encuentro en Viena (dicho en la anterior película). Ella explica que tuvo que asistir al entierro de su abuela (la abuela a la que Celine visita en Budapest en Antes del amanecer). En nueve años, muchas cosas han pasado, Jesse se ha casado y ahora es padre. Celine trabaja como responsable de proyectos humanitarios por la India, aunque está afincada en París, donde tiene un novio. Detrás de esta apariencia de éxito, Jesse y Celine van a revelar poco a poco sus debilidades. Primero Jesse, infelizmente casado y todavía enamorado de Celine, luego Celine, hacia el final de la película, en una escena en que explota todo lo que había ido guardando hasta el momento.
El final de la película es memorable; Jesse lleva a Celine hasta su piso y le pide permiso para subir, aunque sea un rato, para que le cante una canción. Por primera vez en la película, en que los dos no han parado de hablar, tienen su primer gran silencio al subir la escalera. En el piso, Celine acepta tocar una canción con la guitarra, un vals cuya letra indica claramente sus sentimientos hacia la noche que vivieron en Viena. Se levanta y prepara un té. Jesse pone un disco de Nina Simone, "Just in time". Celine empieza a bailar y a imitar a la cantante en el escenario, con su peculiar manera de dirigirse al público en mitad de las canciones. Jesse, sentado en el sofa, la mira con una sonrisa de felicidad. Siguiendo su imitación de Nina Simone, Celine le dice "Bebé... vas a perder tu vuelo". Jesse le contesta, emocionado y feliz, "Ya lo sé". Se ríe mientras Celine sigue bailando. Fundido al negro y títulos de crédito, que dejan las puertas abiertas a la imaginación.