Née en 1908 à San Francisco, Adaline, mère de famille de 29 ans devenue veuve, subit un grave accident de voiture, juste au moment où la foudre frappe. Dès cet instant, elle cesse de vieillir. Pendant huit décennies, sa jeunesse éternelle la force à changer constamment d'identité et à mener une vie solitaire. Adaline préfère fuir sans explications les hommes qui tentent de la séduire. Lors du réveillon du Nouvel An dans un chic hôtel de la ville, Ellis, un charmant philanthrope, lui fait une cour assidue. Après quelques hésitations, Adaline accepte de le revoir. Cette aventure, qui s'annonçait sans lendemain, va bouleverser son existence...