Paterson (Adam Driver) trabaja como conductor de autobús en Paterson (Nueva Jersey). Cada mañana, el joven Paterson se levanta temprano, sin necesidad de utilizar despertador, y da un beso a su mujer, su amada Laura (Golshifteh Farahani). Luego conduce el autobús y escribe en una libreta algunos poemas. Por la noche, visita el bar de un amigo donde se rinde homenaje a las figuras claves de la ciudad, como Lou Costello, Allen Ginsberg o Iggy Pop. Paterson, poeta en su tiempo libre, vive tranquilo en su discreta y rutinaria existencia. Las repeticiones marcan su vida cotidiana, su único compromiso diario es con la escritura de unos poemas que dan cuenta de su visión del mundo, mientras vive una bella historia de amor junto a su mujer.
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