《大象与小蝶物语》讲述了安东万与前女友卡米耶分手五年后，突然前去拜访，却意外得知卡米耶已经有了一个五岁的女儿埃尔莎。卡米耶即将出差，但保姆迟迟没有出现，无奈之下，她只好拜托安东万暂时照顾埃尔莎，等保姆赶来。没想到保姆始终没有现身，安东万便陪着埃尔莎做游戏、买东西。两人准备出门时一阵慌乱，安东万忘记带上卡米耶家的钥匙，只能将埃尔莎带回自己的住处。
相处过程中，安东万和埃尔莎逐渐建立起亲密的感情。他们一起分享《大象与小蝶》的故事，安东万还带埃尔莎来到海滩，两人度过了一段快乐时光。安东万始终不敢告诉埃尔莎自己就是她的父亲，但年幼的埃尔莎似乎早已感觉到，安东万正是自己的爸爸。同时，……
