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In una casa di riposo moderna, un uomo anziano, Duke, legge una storia romantica dal suo taccuino a un collega.

Nel 1940, in un luna park di Seabrook Island, nella Carolina del Sud, il povero operaio di una segheria Noah Calhoun vede la diciassettenne ereditiera Allison "Allie" Hamilton, che sta trascorrendo l'estate in città con i suoi genitori. La insegue e i due iniziano una storia d'amore estiva. Una sera, Allie va a casa di Noah e incontra suo padre, Frank Calhoun, a cui piace subito e la prende sotto la sua ala protettrice come una di loro. Qualche giorno dopo, Noah viene invitato a casa di Allie dai genitori di lei, John e Anne Hamilton, che però, a differenza di Frank, non sono entusiasti di Noah. Quella sera, Noah la porta alla piantagione abbandonata di Windsor che intende acquistare e restaurare per loro. Lì, Allie chiede per la prima volta a Noah di fare l'amore con lei, ma poi diventa nervosa e sconclusionata. I due vengono interrotti da Fin, un amico di Noah, che li informa che i genitori di Allie hanno mandato la polizia a cercarla.

Quando Allie e Noah tornano nella villa dei genitori di lei, i genitori di Allie, in particolare la madre Anne, chiariscono che non approvano la relazione e le proibiscono di vederlo. Sentendo gli insulti della madre di Allie, Noah esce e Allie lo insegue. Ne segue una discussione e Allie rompe con Noah, ma se ne pente subito. La mattina dopo, Anne annuncia che la famiglia tornerà a casa a Charleston quel giorno. Allie cerca di trovare Noah al lavoro ma non ci riesce, quindi chiede a Fin di dirgli che lo ama. Noah si precipita a casa di Allie, ma trova i cancelli chiusi.

Noah scrive una lettera ad Allie ogni giorno per un anno, ma la madre di Allie la intercetta. Dopo 365 lettere, Noah smette di scrivere. Si arruola con Fin per combattere nella Seconda Guerra Mondiale, dove Fin viene ucciso in battaglia. Allie si offre volontaria come infermiera in un ospedale per soldati feriti, dove incontra il Capitano Lon Hammond Jr. Dopo qualche anno, i due si fidanzano, per la gioia dei genitori di Allie.

Noah torna dalla guerra e scopre che suo padre ha venduto la loro casa per permettere a Noah di acquistare la Windsor Plantation. Si convince che se restaura la casa, Allie tornerà da lui. Mentre Allie sta indossando il suo abito da sposa, vede un articolo su un giornale che parla della casa completata da Noah. Sviene.

Allie è sopraffatta dai ricordi e dai sentimenti irrisolti per Noah e chiede a Lon il permesso di fare un viaggio prima del matrimonio. Tornata a Seabrook, trova Noah che vive nella casa dei loro sogni. I due riaccendono e consumano la loro relazione. Alcuni giorni dopo, la madre di Allie si presenta alla porta di Noah per avvertire Allie che Lon l'ha seguita a Seabrook. Rivela anche che, come sua figlia, un tempo amava un giovane di classe inferiore e pensa ancora a lui e a come le loro vite avrebbero potuto essere diverse. Dà ad Allie le lettere scritte da Noah. Le dice che spera che Allie faccia la scelta giusta.

Dopo un'emozionante discussione con Noah, Allie prende la difficile decisione di tornare in albergo e confessare a Lon la sua infedeltà. Lon dice di amarla ancora e di volerla indietro, ma lei decide di tornare da Noah.

Nel presente, si scopre che l'anziana donna che ascolta la storia è Allie, ora affetta da demenza, e Noah, che ora si fa chiamare Duke per non spaventarla nel suo stato di disorientamento, è suo marito. Durante le prime fasi della sua malattia, Allie aveva scritto un diario con i dettagli della loro storia d'amore e della loro vita insieme, in modo che lui potesse leggerglielo per aiutarla a ricordare. Un giorno, mentre lui legge il quaderno, lei lo riconosce brevemente. Chiede quanto tempo hanno a disposizione prima che lei si dimentichi di nuovo e Duke le dice che non ci sono più di cinque minuti. Ballano al ritmo della loro canzone, "I'll Be Seeing You".

Allie ha una rapida ricaduta e va nel panico e il personale medico deve sedarla. Duke ha un attacco di cuore e viene ricoverato in ospedale, mentre Allie viene mandata in un reparto di demenza nello stesso ospedale. Dopo essersi ripreso e nonostante non possa entrare, Duke visita la stanza di Allie durante la notte e lei si ricorda di nuovo di lui. Si baciano, si tengono per mano e si addormentano. Al mattino, un'infermiera li trova entrambi morti, con le mani ancora strette.