Лемми Коушен — частный детектив, который прибывает в город будущего Альфавиль, для того чтобы найти агента Генри Диксона. Сам город Альфавиль находится под контролем профессора фон Брауна и управляется с помощью компьютерной системы под названием Альфа-60. В городе объявлены вне закона все гуманные человеческие чувства, такие как любовь, нежность, сострадание и взаимопомощь, а также запрещены поэзия и романтика. Все эти запреты привели в Альфавиле к негуманному и отчуждённому обществу. Лемми Коушен пытается с помощью Наташи, дочери профессора фон Брауна, изменить ситуацию в городе к лучшему.