Im Sommer 1912 lernt der selbstbewusste französische Schriftsteller Jim (Henri Serre) in Paris den schüchternen österreichischen Biologen Jules (Oskar Werner) kennen. Die beiden grundverschiedenen Männer befreunden sich; sie führen Gespräche über Literatur und gönnen sich gegenseitig ihre flüchtigen Amouren.

Eines Tages begegnen sie Cathérine (Jeanne Moreau). Deren Lächeln verzaubert sie beide, aber Jules bittet seinen Freund, sich zurückzuhalten, denn er habe ernsthafte Absichten.

Im Sommer 1914 mieten sie zu dritt ein Ferienhaus am Meer. Sorglos albern sie am Strand herum. Cathérine teilt mit ihren Freunden die Lebenslust und das Gefühl der Freiheit.

Obwohl Jim seinen Freund klarzumachen versucht, dass Cathérine wegen ihres Freiheitsdrangs nicht für die Monogamie geeignet ist, macht ihr Jules einen Heiratsantrag und reist mit ihr zur Hochzeitsfeier nach München.

Während das Paar in Deutschland ist, bricht der Krieg aus. Jules und Jim müssen an die Front, Jules an die deutsche, Jim an die französische. Beiden graut es davor, auf der anderen Seite versehentlich den Freund zu töten. Doch sie überleben den Ersten Weltkrieg unverletzt.

Jim besucht einige Zeit nach dem Krieg Jules und Cathérine, die mit ihrer kleinen Tochter Sabine (Sabine Haudepin) in einem abgelegenen Haus im Schwarzwald leben. Er spürt, dass etwas in der Ehe nicht stimmt. Jules gesteht ihm, dass Cathérine ihn mit mindestens drei Männern betrogen habe und unlängst ein halbes Jahr bei Albert (Boris Bassiak) gewesen sei, einem Musiker, den sie alle drei vor dem Krieg in Paris kennen gelernt hatten.

Als Jules merkt, dass es Cathérine zu Jim zieht, versichert er seinem Freund, er werde sich mit einer Scheidung abfinden und nicht eifersüchtig sein. Cathérine, die schon seit längerer Zeit nicht mehr mit Jules schläft, hat es offenbar darauf angelegt, ein Kind von Jim zu empfangen, doch der fährt erst einmal zu seiner Verlobten Gilberte (Vanna Urbino) nach Paris zurück, um sich von ihr zu trennen und seine Angelegenheiten zu regeln. Doch er bleibt länger als vorgesehen in Paris. Um sich dafür zu rächen, zieht Cathérine wieder zu Albert. Erst als Jim zurückkommt, taucht sie wieder auf.

Jim verzweifelt über das Auf und Ab in der Beziehung mit Cathérine. Er reist erneut nach Paris.

Wenn Sie noch nicht erfahren möchten, wie es weitergeht,
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Nach der Bücherverbrennung der Nationalsozialisten am 10. Mai 1933 treffen die Freunde sich wieder. Inzwischen hat Jim beschlossen, Gilberte zu heiraten. Während eines Ausflugs setzt Cathérine sich ans Steuer ihres Autos und fordert Jim auf, sich neben sie zu setzen. Dann rast sie über eine zerstörte Brücke in einen Fluss, um sich und Jim zu töten [Suizid].

Jules bleibt mit seiner Tochter zurück: Er hat die Liebe seines Lebens und den einzigen wahren Freund verloren.