Привлекательная юная парижанка Ариана Шавесс (Одри Хепбёрн) — будущая виолончелистка, учится в консерватории. Она живёт вместе с отцом Клодом (Морис Шевалье) — частным детективом, который зарабатывает на жизнь, выслеживая неверных жён и мужей. Объект давнего интереса его клиентов — стареющий американский плейбой Фрэнк Флэннеган (Гари Купер).
Один из клиентов, узнав об интриге Флэннегана со своей женой, принимает решение застрелить обидчика. Он пробирается в отель «Риц», где Флэннеган встречается со своими пассиями, но вместо жены обнаруживает в номере миллионера Ариану. Подслушав разговор в доме отца, она решила спасти жизнь повесы и предупредить его о готовящемся убийстве...
Через год судьба вновь сводит Ариану и Фрэнка в Париже. Чтобы подстегнуть его ревность, Ариана надевает маску роковой женщины, рассказывая ему о множестве своих романов с успешными и богатыми мужчинами. На самом деле он первый, кого она полюбила. Фрэнк приходит в отчаяние от своего неведения: Ариана даже не называет ему своего имени.
Чтобы выведать всю правду о заинтересовавшей его девушке, Фрэнк обращается за услугами к первому попавшемуся частному детективу. Им оказывается её отец, Клод Шавесс…
«Любовь после полудня» — один из трёх фильмов, снятых Уайлдером в 1957 году, и первый его опыт сотрудничества со сценаристом И. А. Л. Даймондом. Сюжет картины основан на романе К. Ане «Ариана, русская девушка», который Уайлдер уже адаптировал для большого экрана прежде (Scampolo, ein Kind der Strasse, 1932). По жанру и настроению он близок к довоенным работам Эрнста Любича. Роль Клода Шавесса — одна из самых удачных киноработ Мориса Шевалье и его первое за 20 лет появление в голливудском фильме. Гари Купер был взят на роль Флэннегана только после того, как от нее отказался Кэри Грант. Фильм в американском прокате провалился, тем не менее лента была удостоена премии гильдии писателей США — за лучший комедийный сценарий. Права на его демонстрацию были проданы европейским прокатчикам; в Европе «Любовь после полудня» (под названием «Ариана») была тепло принята публикой.