La película comienza cuando un anciano lee a una compañera suya una historia entre dos jóvenes amantes, Allie y Noah. La historia se remonta al verano de 1940 en Seabrook, Carolina del Sur. Allie Hamilton (Rachel McAdams)

Allí empiezan a vivir un amor puro y transparente a pesar de sus diferencias sociales y económicas. Los padres de Allie se enteran de este romance y deciden separarlos.

Allí empiezan a vivir un amor puro y transparente a pesar de sus diferencias sociales y económicas. Los padres de Allie se enteran de este romance y deciden separarlos. Una noche, cuando Noah y Allie se demoran viviendo su amor hasta horas de la madrugada, los padres de Allie llaman a la policía para buscarla.

Él le dice que lo entiende y que se tiene que ir y le hace ver que ella tiene una vida por delante con cosas que él nunca podrá dárselas, ella le pide que vivan juntos a donde vaya. Noah le dice que no es momento de responder y que tienen todavía el verano para pensarlo, Allie interpreta esto como que él quiere terminar con ella y rompen.

Al no recibir respuesta, Noah se traslada a Atlanta. Cuando Pearl Harbor es atacada, se alista en el ejército durante la Segunda Guerra Mundial, mientras Allie estudia en la universidad.

Mientras estudia, Allie hace de voluntaria como auxiliar de enfermería para los soldados heridos y allí conoce a Lon Hammond, Jr. (James Marsden)

–un hombre joven, guapo, encantador, y de familia acomodada. Lon y Allie se comprometen; y mientras tanto,

Noah regresa a su casa. Su padre le informa que está vendiendo su casa actual, por lo que Noah compra el Old Windsor (la vieja casa abandonada que Noah prometió a Allie restaurar para que pudieran vivir juntos). Mientras está de visita en Charleston, Carolina del Sur, Noah ve a Allie caminando por la calle. Él la sigue hasta entrar en un restaurante donde ve a Allie y Lon besándose. Devastado, Noah, restaura la antigua casa, creyendo que si mantiene su promesa, Allie volverá. Una vez terminada la casa, Noah intenta venderla, pero no puede hacerlo.

En el presente, es evidente que la anciana es Allie y que el narrador es Noah. Sin embargo, ella no reconoce a sus hijos y familiares debido a su demencia.

La película vuelve al año 1947.

Mientras se prueba su vestido de novia entre familiares y amigos, Allie lee acerca de la casa de Noah en el periódico y se desmaya. Después de reflexionar un poco, decide ir a visitarlo. Noah y Allie hablan durante la cena, y ella le deja claro que se va a casar.

Hablan de sus recuerdos juntos, y cuando llega la hora de que Allie se marche, Noah le pide que vuelva al día siguiente ya que le tiene una sorpresa

Al día siguiente, Noah lleva a Allie al lago en una canoa y empiezan a hablar. En el camino de regreso a la casa y bajo la lluvia, Allie se enoja y le pregunta a Noah por qué nunca le escribió. Él le cuenta que escribió una carta cada día durante un año. Se besan apasionadamente y entran en casa para hacer el amor

Después de dos días de pasión, la madre de Allie aparece mientras Noah está fuera y le cuenta a su hija que Lon la ha seguido hasta Seabrook. La madre de Allie se la lleva lejos y le cuenta que ella también tuvo un amor de verano con quien intento fugarse

Su amor no resulto y al final cada uno tomo caminos separados, sin embargo ella aún sigue visitando la cantera donde trabaja, mirando de lejos, preguntandose cuán distinta sería su vida de haberse casado con él. Una vez que la trae de vuelta a casa de Noah, la madre de Allie le entrega a su hija el manojo de 365 cartas que Noah le había escrito

Noah, furioso, la acusa de amar a Lon sólo por su dinero, y le dice que si se va, la odiará para siempre. Él le dice que si realmente quiere estar con Lon, entonces debe irse, porque una vez la perdió y está listo para perderla de nuevo; pero antes de que se vaya Noah la anima a tomar una decisión propia, una decisión que no este condicionada a la opinión de sus padres, de su prometido, o de él mismo. Confundida e incapaz de tomar una decisión Allie se marcha.

Angustiada, Allie detiene su coche, lee la carta de despedida de Noah y luego conduce hasta el hotel donde se aloja Lon, para poder hablar con él sobre lo ocurrido. Allie sabe que tiene que estar con Lon, lo que implica que va a quedarse con él. Sin embargo, el panorama cambia para Noah, que escucha un ruido procedente de un coche fuera. Al levantarse, ve en él a Allie, que al parecer ha dejado a Lon para volver con él.

Regresando al presente, Allie se da cuenta de que ella y Noah son los protagonistas de la historia. Pasan unos minutos hasta que vuelve a recaer en el olvido y comienza nuevamente a gritar y a empujar a Noah. Esa misma noche Noah mira los libros y el público descubre que Allie escribió el libro con este mensaje escrito en la parte frontal: "Leeme esto, y volveré contigo cada vez”. Noah mira también un álbum de fotos, que cuenta a la audiencia que Noah y Allie se casaron, tuvieron hijos y vivieron una maravillosa vida juntos.

A la mañana siguiente, la enfermera encuentra a Noah en situación crítica. Él se salva de su ataque al corazón y se cuela a la habitación de Allie cuando regresa del hospital. Ella se despierta y es capaz de recordar a Noah y le pregunta si su amor es lo suficientemente fuerte como para hacer milagros y llevárselos juntos. Noah le dice que su amor puede hacer lo que quieran hacer. Por la mañana son encontrados juntos muertos y tomados de la mano