מלווין אודל (ג'ק ניקולסון) הוא סופר מצליח בניו יורק, שכותב רומנים סנטימנטליים שחוזרים על עצמם, אך חי חיים מבודדים ומלאים בקשיים נפשיים. הוא נמנע ממגע עם זרים ועם העולם שמסביבו, ומבלה את זמנו בעיקר במסעדה אחת שבה הוא מגיע מדי יום. במפגשים עם המלצרית קארול (הלן האנט) הוא מתנהג בחוסר נימוס, אך היא לא מוותרת ומגיבה לו באותן מטבעות. השכנים שלו, בהם הסופר גיי והצייר סיימון (גרג קיניר), שונאים את מלווין ואת כלביו הקטנים, ומערכת היחסים ביניהם מתוחה במיוחד.
כאשר סיימון מאושפז בבית חולים, מלווין משכנע לטפל בכלבו של סיימון, מה שמתחיל לשנות את חייו. הטיפול בכלב מאלץ אותו לצאת מהבודדות שלו ולהתחיל להראות חמלה כלפי אחרים, ובמיוחד כלפי קארול וילדה. בהדרגה, מלווין לומד להתגבר על הקשיים הנפשיים שלו ומפתח רגשות אמיתיים כלפי קארול, אך הוא מתקשה לבטא את אהבתו ומעכב את עצמו זמן רב. במהלך הסרט נחשפת ההתקדמות האיטית של מלווין, שמתחיל להכיר בחשיבותם של קשרים אנושיים ובאהבה, ומנסה להשתנות מאדם קר ומרוחק לאדם שיכול לאהוב ולהיות נאהב. בסופו של דבר, מלווין עומד בפני האתגר הגדול ביותר בחייו – להיפתח ולהתמודד עם רגשותיו האמיתיים כלפי קארול והסביבה הקרובה לו. הקשר המתפתח בין מלווין לקארול מתעצם כאשר הוא מתחיל להראות אכפתיות אמיתית כלפי בנה של קארול, מה שמעמיק את הקשר ביניהם. במקביל, מלווין מתמודד עם הקשיים הנפשיים שלו, כולל הפרעה טורדנית-כפייתית, ומתחיל לקבל תמיכה מאנשים סביבו. היחסים עם סיימון משתפרים גם הם, כשהוא לוקח אחריות על הכלב ומראה צד אחר של אישיותו. הסרט מדגיש את המסע האישי של מלווין, שמלמד אותו להיפתח לאחרים, לקבל עזרה ולהביע רגשות. דרך הקשרים האנושיים החדשים, מלווין מוצא משמעות חדשה לחייו ומגלה שאהבה וחברות יכולות לשנות אנשים גם במצבים קשים. בסיום הסרט, מלווין מצליח להתגבר על הבידוד והקושי הרגשי, ומתחיל חיים מלאים יותר, עם תקווה לעתיד טוב יותר לצד האנשים שהוא אוהב.
