《天涯沦落女》从一具清晨出现在村庄沟壕中的女尸展开。警方调查后，死者莫娜（桑德里娜·伯奈尔 Sandrine Bonnaire 饰）漂泊不定的过往逐渐浮出水面。她背着沉重的行囊四处露营，也曾与一名落魄流浪汉暂居同一屋檐下，两人一起抽烟、睡觉，过着随性的生活。
照料一位老妇人的女仆尤兰德十分羡慕莫娜和流浪汉的自在，却对男友保罗的粗暴蛮横深感不满。一天夜里，保罗闯入屋内行窃，并将流浪汉打昏，莫娜于是悄然离开。之后，她遇到一对放牧的夫妇，对方为她提供了土地和住所，希望她能安定下来，靠劳动过上平静踏实的日子。然而莫娜并不愿停留，很快再次踏上旅途。
在路上搭便车时，莫娜结识了以研究树木为职业的兰迪尔。兰迪尔曾短暂帮助她，但两人很快分道扬镳。随后，莫娜又遇见了修剪葡萄树枝的工人阿兹。没有人知道，这段漫无目的的流浪最终会将莫娜带向何方。
