Na de dood van haar geliefde oma ontmoet de achtjarige Nelly in het bos een eigenaardig vertrouwd meisje van haar eigen leeftijd. Nelly krijgt meteen een band met deze mysterieuze nieuwe vriendin en begint aan een fantastische ontdekkingsreis die haar helpt om dit nieuwe verlies te verwerken.

Na de triomf van Portrait of a Lady on Fire keert Céline Sciamma terug naar de mysteries van de kindertijd met dit betoverende avontuur. In de speelse en melancholische Petite Maman wordt een betoverend sprookje geweven vanuit het perspectief van een kind, waarin liefde en verlies centraal staan.