Cléo, belle et chanteuse, attend les résultats d'une analyse médicale. De la superstition à la peur, de la rue de Rivoli au Café de Dôme, de la coquetterie à l'angoisse, de chez elle au Parc Montsouris, Cléo vit quatre-vingt-dix minutes particulières.
Jean Fournier, modeste employé de banque, est initié au jeu par son collègue Caron. Favorisé par la chance, il part pour Nice contre l'avis de son père. Il rencontre dans ce sanctuaire sa reine, une certaine Jackie dont il tombe immédiatement amoureux.
Evocation, parmi une dizaine, du procès de la célèbre pucelle d'Orléans où Robert Bresson s'est servi de textes authentiques du procès de condamnation, de dépositions et témoignages du procès de réhabilitation.