Café de Flore handlar om människor åtskilda av tid och rum, men förenade på mystiska sätt. Filmen handlar om två parallella öden: Jacqueline, en ung mor med en son med Downs syndrom i 1960-talets Paris och Antoine, en nyligen frånskild, framgångsrik DJ i nutidens Montreal. Jacqueline och hennes sons historia visar sig i drömmarna hos Carole, Antoines nyblivna exfru.