Le film est en noir et blanc et seule la première scène (tirage des tarots) est en couleurs. Il est divisé en plusieurs chapitres, relatant, la journée du 21 juin à Paris, à travers l’attente de résultats d’analyses de laboratoire (suspicion de cancer) par une chanteuse, Florence dite Cléo (Corinne MARCHAND, 30 ans). Au cours des 2 heures précédant l’annonce des résultats, elle va se balader dans Paris
avec sa gouvernante (Dominique DAVRAY) et faire les boutiques, retrouver chez elle son amant (José Luis de VILLALONGA), son parolier (Serge KORBER) et son musicien (Michel LEGRAND et rendre visite à une amie, Dorothée, qui pose nue pour des artistes. Elles rentrent ensemble en voiture. Un arrêt dans un cinéma dont elles connaissent le projectionniste (Raoul, l’amie de Dorothée), permet d’introduire un faux film muet (3 mn), « Les fiancés du pont Macdonald » où jouent Anna Karina, Jean-Luc Godard, Eddie Constantine, Samy Frey, Danièle Delorme, Yves Robert, Jean-Claude Brialy. Bonjour le copinage ! Lors d’un arrêt dans le parc Montsouris, Cléo rencontre Antoine (Antoine BOURSEILLER qui aura une fille avec Agnès Varda), soldat en permission qui repart en Algérie. Il l’accompagne à l’hôpital de la Pitié-Salpêtrière pour rencontrer le médecin qui la suit...
Bref, une succession de scènes gratuites dont certaines dignes d’un documentaire sur Paris, au début de l’été. Certes, Agnès Varda apporte un peu de poésie sur la futilité et la fragilité de la vie mais les dialogues sont, soit sans intérêt, soit trop littéraires (scènes du parc Montsouris) ; un court-métrage aurait suffi (au lieu de 90 mn). La superbe photographie en noir et blanc (de Jean RABIER et qui travaillera beaucoup pour Claude Chabrol), notamment l’éclairage du visage de Corinne Marchand, participe à retenir le spectateur...