Grace de Mónaco se centra en la crisis matrimonial y de identidad de la antigua estrella de Hollywood Grace Kelly, durante una disputa entre el Príncipe Rainiero III de Mónaco y el francés Charles de Gaulle en 1962, así como en su consideración de volver a Hollywood para rodar Marnie, de Alfred Hitchcock.

En 1962, varios años después de su salida de Hollywood en 1956, Hitchcock visita a la Princesa Grace en Mónaco con una invitación para volver a Hollywood y protagonizar su nueva película Marnie. La oferta viene acompañada de un lucrativo incentivo de un contrato de un millón de dólares si ella acepta su oferta para el papel protagonista. La princesa Grace está intrigada por la oferta. Su papel como esposa de un jefe de Estado ha sido limitado en su alcance y se ha ocupado sobre todo de obras de caridad para hospitales y esfuerzos humanitarios. Pide permiso a su marido y éste parece estar inicialmente de acuerdo en que acepte el papel si ella lo desea.

Mientras tanto, las tensiones entre Francia y Mónaco aumentan debido a la dependencia que Francia asocia a los favores comerciales que ha ofrecido a Mónaco a lo largo del siglo XX. Francia inicia medidas diplomáticas para que Mónaco acepte ser una provincia dentro de Francia, con la esperanza de que el Príncipe Rainiero renuncie a su control soberano sobre Mónaco. El Príncipe se muestra reticente a aceptar tal oferta. Esto, a su vez, provoca que Francia comience a dar los primeros pasos hacia un embargo comercial contra Mónaco. El gobierno francés también inicia contactos clandestinos con miembros cercanos de la familia del príncipe, concretamente su hermana y su marido, para ayudar a acelerar la capitulación del príncipe a las demandas francesas a cambio de favores. Las tensiones también crean diferencias de opinión entre el príncipe y su esposa, lo que hace que el príncipe desee retractarse de su oferta de permitir que Grace acepte la oferta cinematográfica de Hitchcock. La princesa parece necesitar hacer un balance de sus responsabilidades y reevaluar sus prioridades.

Decide aumentar su preocupación por su participación en la mejora de los hospitales locales y la ayuda de la Cruz Roja en toda Europa, y organiza un baile benéfico que tendrá lugar en octubre con el fin de recaudar fondos y mejorar el prestigio de Mónaco en el proceso. Inesperadamente, recibe un informe en el que se presentan pruebas fotográficas de que la hermana del príncipe ha estado negociando de forma encubierta con Francia y De Gaulle en contra de los intereses del príncipe, lo cual comunica rápidamente al príncipe. El príncipe denuncia la conducta de su hermana y toma medidas para desterrarla de Mónaco mediante un proceso judicial. La princesa Grace decide que la oferta de Hollywood ya no forma parte de su vida ni es una opción viable para ella dadas sus nuevas responsabilidades diplomáticas y políticas en Mónaco. Su baile benéfico internacional a favor de la Cruz Roja es un gran éxito y Mónaco obtiene un importante capital político internacional del evento, que permite al príncipe y a la princesa preservar la soberanía de Mónaco.