Alle blomstene i Paris skildrer to kvinner skilt av tiden, men forent gjennom byen Paris og sjokkerende hemmeligheter.
Caroline våkner opp på et sykehus i Paris og husker ingenting. Hun får vite at hun i årevis har levd alene i en stor leilighet i Rue Cler. Sakte begynner hukommelsen å vende tilbake, og hun har vage minner om en mann og et lite barn. Et gryende vennskap med en kokk på en restaurant i nærheten får tankene bort fra fortiden.
I det nazi-okkuperte Paris forsøker en ung enke ved navn Céline å skape et nytt liv. Hun jobber i farens blomsterbutikk og håper å finne kjærligheten på ny. Så oppdager en tysk offiser hennes jødiske bakgrunn, og Céline blir tvunget til å spille et farlig spill for å sikre tryggheten til sine nærmeste. Men når hennes verste frykt blir virkelig, må hun slåss for å redde den personen hun elsker mest: datteren.
