Альфавиль представляет собой общество с жесткой тоталитарной системой, находящееся на огромном расстоянии от Земли и контролируемое мощным электронным Альфа-мозгом. Это место было создано профессором Носферату, который сбежал с Земли и теперь скрывается под именем фон Браун. На родной планете существует страх перед возможным вторжением инопланетян, что побуждает частного детектива Лемми Кошена принять важное задание — вернуть профессора обратно на Землю или устранить его.
Когда Лемми прибывает в Альфавиль, он сталкивается с мрачной атмосферой и строгими правилами, которые контролируют жизнь его обитателей. Однако неожиданно для себя он влюбляется в Наташу, дочь профессора. Эта встреча заставляет его пересмотреть свои первоначальные намерения и задуматься о том, что на самом деле происходит в этом странном мире.
Постепенно Лемми начинает осознавать, что Альфавиль — это не просто место, а символ более глубоких проблем, связанных с свободой, контролем и человечностью. Его чувства к Наташе становятся внутренним конфликтом между долгом и любовью, что заставляет его искать ответы на вопросы о жизни и власти. В итоге, детектив оказывается втянутым в сложную игру, где каждый шаг может привести к неожиданным последствиям как для него, так и для жителей Альфавиля.