Mitsuha, une jeune fille élevée dans une famille traditionnelle, s'ennuie dans ses montagnes natales et voudrait connaître la vie excitante d'une grande ville. À Tokyo, Taki est débordé, entre le lycée, son travail à temps partiel et ses amis.Un jour, Mitsuha rêve qu’elle est un jeune homme à Tokyo, tandis que Taki se voit en rêve dans la peau d’une adolescente du Japon rural… Contre toute attente, leurs rêves respectifs sont devenus réalité  : leurs corps se sont échangés et chacun vit la vie de l’autre  !Attirés de façon inexplicable, Mitsuha & Taki vont tout faire pour se retrouver bien que le temps et l’espace semblent les séparer…

L’échange des corps s’est arrêté. Taki, désemparé, cherche un moyen de joindre Mitsuha. À l’aide des photos qu’il a vues à l’exposition Nostalgie, il essaie de retrouver l’endroit où Mitsuha pourrait vivre dans l’espoir de partir la retrouver…

Il faut sauver Itomori ! Afin que Mitsuha et tous les habitants échappent à la chute de la comète Tiamat, Taki met en œuvre le plan d'évacuation de la ville avec Tessie et Sayaka. Il est prêt à tout pour la protéger. Mais pourra-t-il enfin la retrouver ?