Duvivier choisit dans la foule de Paris quelques figures anonymes que le destin, malicieux et cruel, va réunir au terme d'une journée anecdotique. Pour certains, le jour finira mieux qu'il n' a commencé; pour d'autres, ce sera le contraire.
"Sous le ciel de Paris" peut évoquer, par son titre et par son sujet, les fantaisies poético-sentimentales de René Clair. Mais Duvivier n'est pas René Clair et son pessimisme naturel donne le ton du récit. Le Paris traversé par les personnages n'est bientôt plus celui de Montmartre, du Sacré Coeur et des grands boulevards mais celui des usines et des rues sombres. Ce n'est pas un Paris touristique et chaleureux que met en scène Duvivier, c'est un Paris dur aux faibles, aux enfants, aux amoureux, aux vieux, aux ouvriers. La capitale est un cadre désenchanté, plein de désillusions.
Les commentaires ironiques du narrateur (François Périer) accompagnent chacun des protagonistes, à tour de rôle dans son activité, produisant un faux ton de comédie. Toutefois, on a du mal à se prendre au jeu de cette mise en scène dispersée parce que les contingences de l'action, tout autant que les personnages eux-mêmes, manquent de relief et d'esprit.