Mitsuha Miyamizu es una estudiante de secundaria de un pueblo montañoso. Taki Tachibana es un estudiante de secundaria de Tokio.

Un día Mitsuha sueña que se convierte en un chico de una gran metrópolis. Por su parte, Taki sueña que es una adolescente de una villa lejana. Sus destinos parecen estar unidos…

Tan solo queda un mes para que un cometa que solo pasa una vez cada mil años llegue a Japón. Mitsuha, una chica de instituto que vive en un pueblecito de una zona entre montañas, pasa los días sumida en la melancolía.

Un buen día, sueña con que se convierte en un chico. Una habitación extraña, unos amigos que no conoce y la ciudad de Tokio la rodean. Mitsuha empieza a disfrutar su sueño de vivir en una gran ciudad, sin cortarse ni un pelo.

A fin de salvar a Mitsuha y al resto de habitantes del cometa Tiamat, Taki une fuerzas con Tesshi y Saya para preparar un plan de evacuación. «¡Salvemos Itomori! ¡Juntos lo lograremos!»

A veces, cuando me despierto por las mañanas, me encuentro llorando. Busco algo, o a alguien. Creo que esta obsesión empezó… aquel día.

He aquí el encuentro entre dos jóvenes que en circunstancias normales nunca se habrían conocido… El comienzo de una historia que narra prácticamente un milagro.