Opowieść o wakacjach młodej sekretarki z Paryża. Delphine (Marie Riviere), po tym jak zawiodła koleżanka, z którą miała jechać do Grecji - nie może się zdecydować, gdzie i z kim spędzić urlop. Podejmuje decyzje i zaraz je zmienia. Najpierw, zamiast jechać z rodzicami do Irlandii, korzysta z zaproszenia znajomych i kilka dni spędza w ich domu na prowincji. Szybko jednak wraca do Paryża, by ostatecznie wyjechać samotnie do nadmorskiego kurortu Biarritz. Tytułowy zielony promień to bardzo rzadkie zjawisko. Ostatni promień zachodzącego Słońca w odpowiednich warunkach atmosferycznych przez ułamek sekundy przybiera kolor zieleni o wyjątkowym odcieniu. Wedle legendy, kto raz ujrzy ów zielony promień, widzi jasno, co się dzieje we własnym sercu i sercach innych. A więc dokładnie, to czego tak gorączkowo szuka Delphine, w trakcie tych wakacji - ani smutnych, ani wesołych.