Paterson (Adam Driver) es un conductor de autobús en la ciudad de Paterson, New Jersey, con la que comparte nombre. Cada día, Paterson se adhiere a una rutina muy simple: hace su ruta habitual, observando la ciudad vagar a través del parabrisas y escuchando fragmentos de conversaciones a su alrededor; escribe poesía en un cuaderno; pasea a su perro; se detiene en un bar y se toma exactamente una cerveza. Va a casa, donde le espera su mujer, Laura (Farahani). Por el contrario, el mundo de Laura está siempre en constante cambio: a diario le sobrevienen nuevos sueños, cada uno un proyecto emocionante y diferente del anterior. Paterson ama a Laura y ella le ama a él. Él apoya sus recién descubiertas ambiciones y ella defiende su don secreto por la poesía.
La historia y la energía de la ciudad de Paterson es una presencia en la película y su sencilla trama se despliega a lo largo de una semana. Se observan los silenciosos triunfos y derrotas de la vida diaria, junto con la evidente poesía de todos ellos.