Paterson es un conductor de autobús en la ciudad de Paterson, Nueva Jersey -ambos comparten nombre.

Cada día, Paterson sigue una simple rutina: Hace su ruta diaria, observando la ciudad a través de su parabrisas y oyendo fragmentos de conversaciones fugaces a su alrededor; escribe poemas en un cuaderno; saca a pasear al perro; va al mismo bar a tomarse siempre esa misma cerveza; y se va a casa con su esposa, Laura.

Por el contrario, el mundo de Laura es siempre cambiante. Cada día le surge un nuevo sueño, un proyecto diferente e inspirador. Paterson ama a Laura y ella le ama a él. Él apoya sus nuevas ambiciones; ella ensalza su don para la poesía.

La película contempla silenciosamente los triunfos y derrotas de sus vidas diarias, recreándose en la poesía que surge en los más pequeños detalles.