<달의 애인들>의 줄거리를 요약하는 것은 불가능하다. 어쩌면 다른 영화들처럼 기본 뼈대가 되는 줄거리가 없다고 보는 것이 정확하다. 같은 장소에서 이야기하던 사람들은 훌쩍 시간을 뛰어넘어 그 장소에서 연주 연습을 하는 사람들로 바뀌어 나타난다. 이처럼 흑백과 컬러, 과거와 현재가 자유로이 서로 넘나든다.

장소는 파리, 아침 일찍 택시를 타려는 사람들로 길거리는 분주하고, 담배 피는 아이도 있고 어딘가를 향해 바삐 움직이는 사람들로 거리는 생명력이 넘친다. 그러니까 영화에 한번쯤이라도 얼굴을 비추는 모든 사람들이 주인공이다. A는 여자의 누드를 그린다. 그리고 시골에서 만들어진 접시는 도시로 팔려 나간다. 누드 그림이 전시돼 있는 전시장에 그 접시가 놓여 있다. 그리고 B는 아내와 다툰다. 아내는 나가서 또 다른 남자 C를 만나고, B는 노천 카페에서 D를 만나 바람을 피운다. A가 지나가는 길에서 퍼덕이며 날아간 비둘기는 B와 D가 정사를 끝낸 창가에 내려앉는다. 이처럼 영화는 파리에서 살아가고 있는 사람들의 모든 상황과 이야기들을 교묘하고 흥겹게 마치 즉흥연주를 하듯 이어놓는다.