夜のローマをさまよう王女は、鎮静薬のせいで、無防備にも路傍のベンチで眠ってしまう。そこにアメリカ人の通信社記者、ジョー・ブラッドレーが通りかかる。ジョーは若い女性が1人で寝ているのを見かね、介抱のため自宅のアパートに運ぶ。王女は夢うつつの中、詩を吟唱しながら眠ってしまう。
翌日、王室は王女が予定していた記者会見の延期を発表する。ジョーは出社した通信社で写真記事を見て、自宅で寝ている女性の素性に気づく。王女の秘密のローマ体験という大スクープをものにしようと、ジョーは友人のフリーカメラマン、アーヴィングを電話で呼び出した後、アパートを出た王女を尾行する。王女は大使館へは戻らず、市場でサンダルを買い、美容院で髪の毛を短くし、スペイン広場でジェラートを食べるなど、散策を楽しむ。ジョーは偶然の再会を装って王女に近づき、職業を偽って、ローマ案内を申し出る。自由を求める王女は「実は寄宿学校から逃げてきた」と嘘の身の上を話し、誘いに応じる。
2人はスクーター（ベスパ）に2人乗りしてローマ市内を廻り、真実の口などを訪れた後、サンタンジェロ城前のテヴェレ川のほとりで夜間に開かれている屋外ダンス場を訪れる。合流したアーヴィングが次々と写真を撮る。一方、王室のシークレットサービスたちがダンスパーティーに紛れ込み、王女を連れ帰ろうとする。地元警察をも交えた大乱闘の末、2人は川に飛び込んで逃げる。
自由を満喫する王女とジョーの気持ちは、次第に近づいていく。しかし、ジョーの自宅に戻った後にラジオのニュースで、王女が重病ではないかと国民が心配していることを知り、王女は祖国と王室への義務を果たすために大使館へ戻ることを決める。ジョーは自動車に王女を乗せ、大使館の近くまで送る。王女は本当の想いを口に出せないまま、ジョーの元から去る。ジョーは王女との思い出を守るため、大スクープのチャンスを捨てて、一連の写真を記事にしないことを決心し、上司やアーヴィングの要求を突っぱねる。