У фільмі показано зародження, розвиток і кінець любовних відносин пари — нью-йоркського коміка Елві Сінгера, єврея-невротика, який бачить скрізь антисемітські змови і вже 15 років відвідує психоаналітика, та молодої співачки Енні Голл. Оповідання перемежовується вставками комедійного характеру, що відносяться до спогадів або саморефлексії персонажів.