Kate es una linda, pero solitaria chica que vive con su hermano actor en un departamento en la ciudad de Nueva York. Stuart, su exnovio, vive en el piso de arriba y haciendo un experimento descubre un espacio cercano al puente de Brooklyn que sirve como un portal para viajar entre el siglo XIX y el siglo XXI. Stuart viaja al pasado con una cámara para tomar fotos del lugar, pero es seguido de vuelta en el tiempo por Leopold, un apuesto hombre que siente curiosidad por su cámara. Ya en el presente, Leopold conocerá a Kate y le contará su historia: es un barón británico que se encuentra en quiebra y que busca casarse con una mujer adinerada para recuperar la posición social que ha perdido. Llena de curiosidad Kate se irá acercando al hombre y terminarán por enamorarse. El único problema es que entre Kate & Leopold hay tres siglos de diferencia.
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