В роскошном отеле на курорте, погруженном в атмосферу французского утра, разворачивается история человека, который настойчиво убеждает даму в том, что их встреча случилась год назад. Он настаивает, что они уже впервые увидели друг друга в саду Фредериксбурга, и настойчиво возвращает её к этому воспоминанию. Но женщина не припоминает знакомство с этим мужчиной и не может точно определить место их встречи — здесь в Фредериксбурге или же в Мариенбаде. Он снова и снова пересказывает детали того момента, пытаясь убедить её в своей правде, рассказывая, как она почти отдалась ему, но в последний момент передумала. Между ними рождается договоренность: встретиться через год на этом же месте, чтобы проверить, действительно ли чувства остаются неизменными и реальны ли их воспоминания. Сюжет строится на тонком пересечении памяти и желания: время кажется растворяющимся, а реальность выглядит как театрализованная постановка. Сам отель становится сценой для сомнений, где каждое произнесённое имя может оказаться иллюзией. Это путешествие по лабиринту памяти и страсти, где прошлое продолжает держать настоящее в напряжении.
Самый знаменитый кадр фильма — вид на парк, открывающийся героям при выходе из отеля: люди неподвижно стоят на широкой дорожке, проходящей через парк, и отбрасывают длинные тени, в то время как ни у деревьев, ни у статуй нет теней. Съёмка велась в яркий солнечный день, а для создания этого сюрреалистического эффекта тени людей были попросту нарисованы на земле.
Съёмки шли на протяжении десяти недель с сентября по ноябрь 1960 года. Для проведения съёмок были использованы интерьеры и сады дворцов Шлайсхайм, Нимфенбург и Амалиенбург в Мюнхене и его окрестностях. Дополнительные интерьерные сцены снимались в павильонах студии «Фотосоноре-Мариньян-Симо» в Париже.