Paterson on bussikuski Patersonin kaupungissa New Jerseyssä. Hänen elämänsä koostuu yksinkertaisista rutiineista: joka päivä hän ajaa samaa reittiä tarkkaillen tuulilasinsa editse ajelehtivaa kaupunkia ja kuunnellen ympärillään käytävien keskustelujen osasia. Hän kirjoittaa runoja muistikirjaansa, ulkoiluttaa koiraansa, käy baarissa tasan yhdellä oluella ja palaa kotiin vaimonsa Lauran luokse.
Lauran maailma puolestaan muuttuu jatkuvasti. Lähes päivittäin hän keksii erilaisia unelmia ja innostavia projekteja. Paterson ja Laura rakastavat toisiaan. Mies tukee vaimonsa uusia tavoitteita ja vaimo miehensä runonlahjoja.
Elokuva tarkastelee hiljaisen eleettömästi jokapäiväisen arjen ylä- ja alamäkiä ja elämän pienten yksityiskohtien runollisuutta.