Mitsuha è una studentessa che vive in una piccola città rurale e desidera trasferirsi a Tokyo, nella grande metropoli dove ogni sogno si può realizzare. Taki è uno studente di liceo che vive proprio a Tokyo, ha un lavoro part-time in un ristorante italiano, ma vorrebbe lavorare nel campo dell’arte o dell’architettura. Una notte, Mitsuha sogna di essere un giovane uomo, si ritrova in una stanza che non conosce, ha nuovi amici e lo skyline di Tokyo si apre dinnanzi al suo sguardo. Nello stesso momento Taki sogna di essere una ragazzina che vive in una piccola città di montagna che non ha mai visitato. Ma quale sarà il segreto che si cela dietro questi strani sogni incrociati?

Hodaka è uno studente delle superiori che decide di scappare di casa e da una remota isola si trasferisce a Tokyo. In città inizialmente fa fatica a mantenersi perché non è in grado di lavorare legalmente a causa del suo status di minorenne in fuga, ma finalmente trova un lavoro come scrittore per una piccola rivista sull'occulto. Dopo aver iniziato il suo lavoro, il tempo diventa sempre più piovoso giorno dopo giorno. In un angolo della città affollata e frenetica, Hodaka incontra una ragazza di nome Hina. Costretti dalle circostanze, Hina e il fratello minore vivono insieme, anche se accettano la situazione allegramente. Hina ha anche un potere: è in grado di fermare la pioggia e schiarire il cielo.

Un senzatetto colpito da amnesia si accorge di riuscire a vedere i traumi più reconditi degli altri dopo un esperimento medico e la realtà sconfina nell'illusione.

Il film racconta la storia di Suzu, una ragazza di diciassette anni che ha perso la madre quando era piccola a causa di un incidente e ora vive in una zona rurale col padre. Quando viene a sapere del mondo virtuale chiamato “U”, vi entra con un avatar di nome Belle, attraendo a sé grande attenzione grazie alle sue capacità canore, e in seguito incontrerà una creatura dalla forma di drago.