Paterson est à la fois le nom d'une ville du New Jersey, celui du recueil que lui a consacré le poète William Carlos Williams, et celui du héros du film de Jim Jarmusch, un conducteur de bus (interprété par Adam Driver) qui écrit de la poésie à ses heures perdues. Mais comme l'écrit W.C. Williams dans ses notes : "A man in himself is a city".

Le film suit le découpage cadencé d'une semaine ordinaire, du lundi au lundi, et accompagne Paterson depuis son lit jusqu'au pub le soir, qu'il soit chauffeur de bus-poète ou compagnon réservé de Laura (Golshifteh Farahani), sa femme virevoltante et douce à la fois. Rien de monotone pour autant dans la série des jours qui s'égrènent, car le réalisateur introduit de subtiles variations autour de la répétition, sources d'un humour discret mais aussi d'une atmosphère où l'étrange, voire le surnaturel empruntent les chemins du quotidien. Ainsi il suffit que Laura se réveille le matin avec l'idée d'un rêve-désir, celui d'avoir des des jumeaux pour que, tout au long de la semaine, Paterson croise des jumeaux, comme le signe d'une présence supérieure. Ce jeu de doubles nourrit aussi la représentation du couple à la fois gémellaire et contrasté :  Paterson et Laura sont des créateurs chacun à leur façon, des poètes du quotidien, le premier à travers ses vers, la seconde en confectionnant des cupcakes, ou en repeignant l'appartement en noir et blanc. Mais il est aussi réservé et lunaire qu'elle est exubérante et solaire, sa création n'occupe l'espace que de quelques lignes de vers libres par jour, tandis qu'elle se lance avec joie et sans fatigue dans des projets qui semblent démesurés.

En soulignant ces oppositions de jour en jour, le film montre deux manières d'appréhender le quotidien, soit en le modifiant constamment (Laura), soit en s'y coulant sans se morfondre (Paterson). À ce titre, Paterson est le film à la fois le plus métaphysique et le plus proche du réel parmi ceux qui ont jusqu'alors concouru. Ainsi la structure est plus complexe qu'il n'y paraît puisqu'elle mêle la variation et l'opposition dans la répétition. Peut-être a-t-elle été inspirée par le nom même du poète dont le patronyme répète le prénom (William) en variant (Williams) et qui joue sur l'opposition (l'ascendance anglophone de Williams contrastant avec celle hispanique de Carlos).  C'est aussi un film d'art humaniste, où les poèmes s'impriment sur l'écran, soutenus par la voix intérieure de Paterson, des poèmes qui relèvent du haïku, naissant de pensées de l'infra-ordinaire. D'ailleurs Laura glisse toujours dans la gamelle de Paterson une représentation de Dante ou d'autres poètes illustres ; elle magnifie son grand poète, qu'elle compare à Pétrarque, et dont elle espère bien pouvoir être la Laure, la muse. Le film se ferme ainsi sur un très beau message, à travers la rencontre surnaturelle de Paterson et d'un mystérieux Japonais, lui aussi féru de poésie : celui-ci rappelle à Paterson que de grands artistes ont aussi exercé d'autres métiers pendant qu'ils créaient, comme si la vie simple et le quotidien nous exhortaient à faire entendre leurs résonances sur notre voix intérieure, et que, définitivement, un conducteur de bus pouvait cacher un grand poète.