En una casa de reposo para ancianos, un hombre de la tercera edad (James Garner) narra a una mujer (Gena Rowlands) una conmovedora historia de amor que se encuentra en su antiguo cuaderno. La historia relata la vida en la década de 1940 de Noah Calhoun (Ryan Gosling) y Allie Nelson (Rachel McAdams), dos adolescentes de Carolina del Norte que, a pesar de pertenecer a entornos sociales muy distintos, disfrutaron de un verano perfecto juntos, profundamente enamorados, antes de ser separados primero por sus progenitores y luego por los acontecimientos de la Segunda Guerra Mundial.
