Un encuentro fortuito en Seabrook
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 es una chica de una familia acomodada que pasa el verano en Seabrook. En un carnaval, Allie conoce a Noah Calhoun, un joven del pueblo que trabaja en la fábrica de madera. Durante el verano, Noah y Allie se enamoran mientras pasan tiempo juntos.
Un amor puro y transparente, pero con obstáculos
Allí empiezan a vivir su amor puro y transparente a pesar de sus diferencias sociales y económicas. Los padres de Allie se enteran de esto 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. Enterados de esto, por medio de un amigo de Noah, este la lleva inmediatamente a su casa, donde Allie es reprimida duramente por su madre, despreciando esta en todo momento a Noah. Luego, Noah sale de la casa para retirarse y Allie sale corriendo tras él y le pide disculpas. Él le dice que lo entiende, que se tiene que ir y le hace ver que ella tiene una vida por delante con cosas que él nunca podrá darle. Ella le pide que vivan juntos a donde vaya, Noah le dice que no es momento de responder y que todavía tienen el verano para pensarlo. Allie interpreta esto como que él quiere terminar con ella y rompen. La familia de Allie decide dejar Seabrook al día siguiente. Ante esto, Allie, antes de irse, va a buscar a Noah a su trabajo, pero no lo encuentra y le pide al mejor amigo de él que le diga que nunca terminaron, que lo ama y que nunca dejará de amarlo. Noah se entera de esto y corre a buscarla a su casa, dándose cuenta de la realidad. Desolado, le escribe una carta cada día durante un año, que la madre de Allie oculta. 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.
Nuevos caminos y un reencuentro inesperado
Mientras estudia, Allie hace de voluntaria como auxiliar de enfermería para los soldados heridos y allí conoce a Lon Hammond, un hombre joven, guapo, encantador y de familia acomodada. Lon y Allie se comprometen. 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.
El presente: Demencia y recuerdos
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.
1947: Una decisión crucial
La película vuelve a 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 y que aún sigue viéndolo a veces. 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, diciéndole que espera que tome la decisión correcta. Allie le explica a Noah que Lon está en la ciudad y que los últimos días han sido maravillosos, pero que ha sido muy irresponsable. 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 podría pasar de nuevo. Confundida, Allie se marcha.
Un amor que perdura
Angustiada, Allie para 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 dice que 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.