Delphine (Marie Rivière), una secretaria parisina, todavía no se ha repuesto de una historia de amor que terminó dos años antes.No parece tener interés por nada y una semana antes de empezar las vacaciones, la amiga con la que se iba cambia de idea y la deja plantada, incrementando en ella los sentimientos tristes que la invaden por una falta continuada del cariño que ella tanto necesita. Así, sumida en una depresión, Delphine se ve metida en un callejón sin salida: no quiere viajar sola, pero no tiene pareja ni posibilidad de conocer a nadie. De esta forma, iniciará una especie de peregrinación por diferentes lugares, intentando encontrar un buen sitio donde pasar sus vacaciones. Otra amiga la invita a pasar unos días en la costa normanda con su familia pero, tras algunos días de aburrimiento y tristeza,Delphine se vuelve a París. Un amigo la lleva a Cherbourg, luego de unos cuantos días, se compadece de sí misma y regresa a París. A continuación lo intenta con los Alpes, pero regresa el mismo día. Finalmente, se encuentra con una antigua amiga que le presta su apartamento en Biarritz. En la playa, se hará amiga de una desinhibida joven sueca, que toma el sol desnuda y tiene amantes de una noche. En Biarritz oye una conversación sobre el rayo verde, el último rayo del sol cuando se pone en el horizonte, que da título a un libro de Julio Verne. Delphine decide, repentinamente, decide regresar a casa. Mientras ella espera en la estación del tren, un hombre joven llama su atención; quizás la puesta del sol y el rayo verde (la leyenda dice que dos personas que lo vean, quedan automáticamente enamoradas) la esperan. El joven la invita a pasar unos días con él en la costa y, cuando están sentados en la playa, frente al mar, Delphine se queda con la vista fija en el horizonte, esperando el rayo verde…
