История разворачивается в Японии, начиная с 1990-х годов, и рассказывает о жизни Такаки Тоно через три ключевых этапа, охватывающих более десяти лет. Каждая часть раскрывает его переживания о любви в разные периоды. Первая глава, "Эпизод о цветущей сакуре", переносит нас в 1994 год, когда юный Тоно, окончив начальные классы, впервые ощутил трепет сердца рядом с Акари. Но их идиллию разрушает переезд семьи девушки, и, несмотря на редкие встречи и письма, расстояние между ними растёт.
Спустя год Тоно решает признаться Акари в чувствах, но их последняя встреча заканчивается поцелуем, потерянным письмом и вечной разлукой. Вторая часть, "Космонавт", переносит нас в среднюю школу, где в Тоно влюблена Канаэ Сумида, годами скрывающая свои чувства. Лишь перед выпуском она находит в себе смелость открыться, но его сердце уже принадлежит прошлому. Третья глава, "5 сантиметров в секунду", показывает взрослого Тоно, потерявшего себя после расставания с очередной возлюбленной. Бросив работу и блуждая по городу, он случайно встречает Акари, и старые раны вновь дают о себе знать.
Фильм мастерски передаёт, как время и расстояние меняют людей, оставляя лишь воспоминания о том, что могло бы быть. Тоно проходит путь от наивного школьника до разочарованного взрослого, но его первая любовь остаётся с ним, словно тень. Встреча с Акари в финале — не столько воссоединение, сколько горькое осознание того, что прошлое невозможно вернуть, а будущее уже не будет прежним.
