The Improbability of Love est une satire du monde riche – et parfois sinistre – de la collection d’art internationale. Annie McDee, une femme de 31 ans, a déménagé à Londres depuis une petite ville anglaise après la fin de sa relation avec un homme nommé Desmond qui était également son partenaire commercial. Annie est une chef personnelle qui, selon elle, est un travail sans issue. Le travail, plus la fin de sa vie personnelle, ont vidé Annie de tout enthousiasme pour la vie. Elle s’est récemment mise en couple avec un homme pour conjurer la solitude mais il veut vraiment retourner auprès de sa femme et de ses enfants. Annie lui achète un tableau dans une brocante et prévoit de le lui offrir pour son anniversaire, accompagné d’un dîner spécial. Malheureusement, il ne vient pas dîner et Annie se retrouve avec un tableau dont elle ne veut pas, alors elle prévoit de le rendre. Lorsqu’Annie arrive sur le site de la brocante le lendemain, elle apprend qu’elle a brûlé et que son propriétaire est décédé. Elle n’a plus d’argent qu’elle ne pouvait pas se permettre de perdre et est coincée avec une peinture dont elle ne veut pas.
À l’insu d’Annie, elle a acheté un chef-d’œuvre intitulé « L’improbabilité de l’amour » peint par l’artiste français Jean-Antoine Watteau. La peinture est capable de parler au lecteur et partage son passé célèbre en tant que propriété de la famille royale et de riches notables de l’histoire du monde. Annie décide de retracer les origines de « L’improbabilité de l’amour » et se glisse dans le monde mystérieux de la collection d’art. Dans ses tentatives pour en savoir plus sur la provenance de la peinture, elle rencontre un artiste affamé nommé Jesse qui tombe rapidement amoureux d’elle. Annie garde cependant Jesse à distance de sécurité, car elle ne veut pas avoir à nouveau le cœur brisé. Le comportement inapproprié récurrent de sa mère alcoolique, Evie, s’ajoute au chagrin personnel d’Annie.
Prenant un travail temporaire de cuisine avec la famille Winkleman, bien connue dans le monde de l’art international, elle est présentée aux riches et aux puissants. La peinture d’Annie avait été la propriété de la famille Winkleman mais a été perdue pour eux et le chef de la famille Winkleman, Memling, est féroce dans sa poursuite. La fille de Memling, Rebecca, découvre que son père n’est pas celui qu’il prétend être, ayant pris l’identité d’un survivant juif de l’Holocauste et bâti un empire artistique avec sa cupidité trompeuse.
Rebecca ne peut pas se permettre de voir l’empire Winkleman s’effondrer si le public découvrait les Winkleman, alors elle accuse Annie de vol et de meurtre dans la brocante. Ce qui était autrefois un simple achat d’une œuvre d’art supposée simple conduit Annie en prison alors que la famille Winkelman se démène pour couvrir ses comportements horribles. L’amour triomphe de tout, cependant, et Annie est libérée de prison après le refus de Jesse de croire en la culpabilité d’Annie et sa persévérance à dénicher la vérité.