Após a morte de sua amada avó, a pequena Nelly encontra uma menina estranhamente familiar de sua idade na floresta e as duas se tornam amigas. Assim, Nelly embarca em uma jornada fantástica de descobertas que a ajuda a lidar com sua perda recente.

Após o sucesso de Retrato de Uma Jovem em Chamas, Céline Sciamma retorna aos mistérios da infância com Petite Maman, uma aventura sensível pela imaginação. Com leveza e melancolia, o filme tece um conto de fadas espectral sobre amor e perda através do olhar de uma criança.