在一个毗邻大海的海岬顶端，端庄可亲的柏木悦子（吉永小百合 饰）独自经营一间小小的咖啡屋。不成器的外甥浩司（阿部宽 饰）住在附近，每天和悦子乘船打来清水，烹制咖啡，迎接新一天以及常客们的到来。三十年来爱慕着悦子的谷先生（笑福亭鹤瓶 饰）、因某事和女儿（竹内结子 饰）关系隔膜的龙崎德三郎（笹野高史 饰）、互相看不顺眼的住持和神父，都为咖啡馆增添了无限的乐趣。此外，远道而来的单亲父亲（井浦新 饰）和为生计所迫的小偷（片冈龟藏 饰），在与悦子邂逅后也重新找到前进的方向。永远笑容满满的悦子，似乎坚守着某人的到来…… 本片根据森泽明夫的小说《守护彩虹的海岬咖啡屋》改编，小说以真实存在的咖啡屋和店主人为蓝本创作。

三浦晋作是电视台的临时演员，与电视台的新演员森崎小夜子长期同居。一个陌生女人带来个六岁大的小孩，说孩子的母亲已赴美国，临行前告诉她孩子的父亲是含晋作在内的五个男人中的一个。晋作毫无记忆却不得不留下孩子，并决定带孩子去找其生父。小夜子亦因寻找自己的亲人在外旅行。途中二人巧遇，便同至尾道找到了第一个男人田岛。田岛称自己已于十年前做了结扎手术。二人到别府找到第二个男人青年实业家福田，他正要举行婚礼。小夜子暗相威胁，福田答应给她一大笔钱。二人来到天草，小夜子打听到母亲住在长崎。到长崎后又听说在妓院。小夜子没在长崎找到母亲，却和晋作找到了第三个男人，可惜让其趁乱溜掉。在唐津城小夜子找到了故乡。为找第四个男人二人来到若松，那人却已经死去。死者之妻愿意留下孩子，二人却开始感到孩子留在自己身边更好。