Lemmy Caution (Eddie Constantine), o herói que Godard pegou emprestado de uma série de filmes franceses de aventura, vai a Alphaville, capital do Estado totalitário, para destruir seu líder, um computador quase humano chamado Alpha 60. Lá, Lemmy conhece Natacha (Anna Karina), a filha dos cientistas que desenvolveram o Alpha 60, e se apaixona por ela. Mas, na estranha cidade futurista, o amor e a expressão própria haviam sido banidos da sociedade. O amor de Lemmy torna-se um grande desafio para o controle do computador. O filme combina elementos de film noir, ficção científica e sátira política. Urso de Ouro no Festival de Berlim de 1965.