Suite à une rupture amoureuse difficile, Tom Boyd, un écrivain très renommé, tombe dans la dépression. Ces deux meilleurs amis, Milo, son agent et, Carole une policière, sont très inquiets pour Tom. En effet, celui-ci ne donne plus aucunes nouvelles depuis des jours. Milo se rend à la maison de Tom à Malibu pour le faire sortir de son trou. Celui-ci découvrit l’écrivain, affalé sur son canapé avec une tonne de boîte de médicaments vide.
Un soir, une violent tempête s’abat sur Malibu. Tom se réveil très difficilement de son sommeil artificiel causé par tout ces médicaments, suite à un bruit sourd qui surgit de sa maison. Une vitre complètement explosé. Toujours dans le coltard, les yeux à peine ouverts, c’est la qu’il aperçoit une fille. Nu. Dans son salon. Il s’agit de Billie, l’héroïne principale de son livre. Celle-ci dit être tombé de son livre suite à un défaut de fabrication. En effet, plus de 100000 exemplaires de son tout dernier livre, avaient une erreur d’impression, du fait que le livre s’arrête à la page 266, en plein milieu d’une phrase : « cria t-elle en tombant ». Tom n’y croit pas une seconde, cela est impossible. « Billie » est jolie, désespérée, exactement comment il la imaginé et décrite dans ses livres. Malgré son énorme doute, Billie se trouva convaincante et Tom croit qu’elle est sorti du monde imaginaire, de la fiction et qu’elle est réellement tomber de son livre.
Lorsque Tom raconta à Milo et Carole, ils le prennent pour un fou et décide de l’interner. Tom arriva à s’échapper et Billie vient à sa rescousse. Tom vola la Bugatti de Milo et prennent la fuite.
De la, un pacte se crée entre l’écrivain et son héroïne : Tom doit absolument finir son livre pour que Billie puisse retourner dans son monde, et Billie, aide Tom à se remettre avec Aurore, la fille qui lui a briser le cœur. Il se trouve que Aurore se trouve au Mexique avec son nouveau copain. Aurore, une très grande pianiste, et son copain, un pilote de F1.
Mylo et Billie se dirige au Mexique avec énormément de péripéties. Milo et Carole sont à la recherche de Tom et le retrouve au Mexique. De la, Billie tomba très malade. De l’encre sort de sa bouche, ses cheveux deviennent aussi pâle que du papier. De la, Tom et Milo comprennent que c’est suite à la destruction de tous les exemplaires du livre défectueux que Billie tomba malade. Coup de chance, seulement 99 999 exemplaires sont détruits. Il en manque 1 l’appel, celui de Tom. Qu’il a mit à la poubelle. Milo et Carole partent à la recherche du dernier livre pendant que Tom et Billie se rendent à Paris, chez un très grand chirurgien. Tom se remet à écrire pour ainsi laisser plus de chance à Billie de survire et en espérant que le livre soit trouver. Une fois les deux missions réussite, Billie disparaît du monde réel. Le temps passe et Tom retrouva la gloire, mais toujours le cœur brisé, suite au départ de Billie.
Milo et Carole se mariaient, lors Milo disa la vérité à Tom. C’est enfaite lors d’un casting pour trouver qui jouera le rôle principal du film inspiré du livre, le rôle de Billie, où Milo tomba sur cette fille, très jolie, Lily, qui correspondait à 100% à la Billie du livre. Mais Lily ne fut pas retenue pour le rôle. C’est la que Milo lui donna 15 000 € pour jouer le rôle de Billie, dans la vraie vie, avec Tom. Tom fou de rage quitta le mariage de ses deux meilleurs amis. Mais, Carole, qui n’était pas au courant de la supercherie, et étant policière, a mener son enquête, et retrouva les traces de Billie, de Lily. Tom essaya de se rendre à l’université de Lily mais n’arrive pas à aller lui parler. C’est de la qu’il décida d’écrire un livre sur son histoire folle où il rencontre Billie dans la vraie vie. Un jour, Lily tomba sur le fameux livre « la fille de papier » et comprit directement que le livre parle de son histoire avec Tom. C’est lors d’une séance de dédicaces que Lily retrouva Tom. Ils ont passer la soirée ensemble.
