Allie (Rachel McAdams) et Noah (Ryan Gosling) viennent de deux milieux complètement différents mais tombent quand même amoureux. Les parents d’Allie espèrent que ce ne sera qu’une passade mais lorsqu’ils se rendent comptent de la profondeur de leurs sentiments, ils profitent du départ de Noah pour le front pour briser cette relation. Lorsque Noah revient cela fera des années qu’il n’aura plus eu de nouvelles d’Allie. Elle est entretemps fiancée à un homme d’affaires prospère mais n’a jamais pu oublier son premier amour. Lorsqu’elle découvre dans le journal local une photo de Noah, elle se rend compte qu’elle souhaite le revoir. L’histoire d’amour des deux adolescents est esquissée via un agenda qu’un vieil homme (James Garner) lit à sa femme atteinte de la maladie d’Alzeimher. Gena Rowlands).