È ormai passato un mese da quando sopra il Giappone è passata una cometa, attesa da oltre mille anni. Mitsuha è una studentessa che vive in una piccola città rurale, col sogno di trasferirsi a Tokyo; Taki è uno studente di liceo che vive a Tokyo con lavoro part-time in un ristorante italiano, ma col sogno di lavorare nel campo dell'arte o dell'architettura.
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Una notte Mitsuha sogna di essere un uomo giovane con nuovi amici e con lo skyline di Tokyo davanti al suo sguardo; Taki, dal canto suo, sogna di essere ragazzina e vivere in una piccola città di montagna che non ha mai visto! Quale segreto che si cela dietro questi strani sogni?
