La historia comienza cuando el joven inglés Stephen Wraysford viaja a Francia para estudiar el funcionamiento de la empresa textil de René Azaire en 1910. Allí conoce a Isabelle y pronto su vida cambiará radicalmente, mientras que unos años después Stephen tendrá que lidiar con la Primera Guerra Mundial.
La historia cuenta las vidas de Emma (Anne Hathaway) y Dexter (Jim Sturgess), que se conocen mientras se gradúan de la Universidad de Edinburgh, el 15 de julio de 1988. Emma es una chica de clase trabajadora con principios y ambición que sueña con mejorar el mundo. Dexter es un donjuán acomodado que sueña con convertir el mundo en su sala de juegos. Durante los siguientes 20 años, volvemos a encontrar a "Em" y a "Dex" y vemos cómo su amistad se debilita o se refuerza con el paso del tiempo. Conocen la inmensidad de la vida a través de la risa y del romance, del dolor y de la alegría. Y en algún momento de su viaje, descubren que lo que buscaban y esperaban siempre había estado al alcance de la mano.