16岁中国女孩孙漪作为交换生，来到法国巴黎路易大帝中学。第一天，便和巴黎同学富家千金卡萝尔、英俊的万人迷同桌雅克一起参观卢浮宫。孙漪和小伙伴千辛万苦挤到蒙娜丽莎面前，却发现蒙娜丽莎前围着惊恐的人们和警察：原本挂着蒙娜丽莎的画框里，竟然挂着一幅当代妙龄少女的半身像！

接待孙漪住宿的法国人亚历山大，刚好就是负责这起案件的警察。亚历山大年逾六十，却从未破获过一起案件，退休前遭遇蒙娜丽莎失窃案，亚历山大陷入极度抑郁。

孙漪决定帮助亚历山大，联合雅克对法国文化历史的丰富知识和卡萝尔的人脉关系，三个中学生暗地里展开了蒙娜丽莎失窃案的调查。