La femme de l'aviateur, Christian adlı bir pilotun eski sevgilisi Anne'i ziyaret etmesiyle başlar. Christian, karısının hamile olduğunu ve Paris'e taşınacaklarını söyleyerek ilişkilerinin sona erdiğini açıklar. Ancak Anne'nin yeni sevgilisi François, Christian ve Anne'yi evden çıkarken görür ve ilişkilerinin hala devam ettiğini düşünür. François, Anne ile iletişim kurmaya çalışır ancak başarısız olur. Bu sırada Francois, Christian'ı tanımadığı bir kadınla bir kıraathanede görür ve onun karısı olduğunu düşünür. Morali bozuk olan Francois, çifti takip etmeye karar verir. Takip sırasında, okuldan kaçan 15 yaşındaki Lucie ile kaza yapar. Lucie, François'ın hikayesine ilgi duyar ve onunla birlikte bu hikayenin sonunu öğrenmek için ona katılır. La femme de l'aviateur, ilişkilerin karmaşıklığını ve insanların hayatlarındaki sıradışı anları keşfetmek üzerine bir film olarak karşımıza çıkıyor.