La historia se en centra en el estudiante de preparatoria Hodaka, quien abandona su hogar en una isla aislada y se muda a Tokio, pero inmediatamente pierde todo su dinero. Ahora, viviendo sus días en aislamiento, finalmente encuentra un trabajo como escritor para una revista.
Luego de comenzar con su trabajo, al parecer, el clima no ha cambiado de estar lluvioso desde entonces. Es así como, una tarde, Hodaka se encuentra con una joven llamada Hina, quien, debido a ciertas circunstancias, vive sola con su hermano menor, con dificultades pero con una vida alegre y muy estable.
Además, Hina tiene un extraño poder: detener la lluvia y despejar los cielos…
Sawako Kuronuma, llamada Sadako por sus compañeras por su parecido con el personaje de Ringu (película original del remake estadounidense The Ring), siempre se ha entendido mal y teme por su apariencia. Hay rumores de que Sawako puede ver fantasmas y es una maldición para las personas. Pero cuando su ídolo, el popular muchacho Kazehaya, comienza a hablar con ella, todo cambia. Se encuentra en un nuevo mundo, tratando de hacer amigos y hablar con gente diferente y no puede agradecer lo suficiente a Kazehaya por darle estas oportunidades. Lento pero seguro, florece un dulce amor entre los dos, ya que superará cualquier circunstancia y obstáculos en el camino.
"Byousoku 5 Centimeter" es una película dividida en tres partes en las que se narra la historia de dos personas, Tohno Tataki y Shinohara Akari, dos grandes amigos que fueron distanciándose más y más, hasta que con el tiempo todo contacto entre ellos se redujo a los emails que se mandaban. El intercambio de e-mails no obstante cesó a medida que fueron pasando los años, abriéndose así aún más la brecha entre ellos. Pese a todo, Takaki aún recuerda los momentos que vivieron juntos y, mientras sigue con su vida y se fija en las cosas y la gente que le rodea, se pregunta si volverá a ver a Akari algún día.