Cuando Allie Hamilton es todavía una adolescente va a pasar el verano con su familia a la ciudad costera Seabrook, en Carolina del Norte. Estamos en los años cuarenta. Allí Allie conocerá a Noa Clahoun (Ryan Gosling), un chico local del que se enamora apasionadamente. En este verano que marcará sus vidas se juran amarse para siempre, y creen que están destinados a vivir siempre juntos aunque ella sea de una familia adinerada y él un pobre trabajador de fábrica. Pero ciertas circunstancias como el estallido de la Segunda Guerra Mundial separan a Allie y Noa, aunque ambos mantienen vivos en sus corazones el recuerdo del otro. Años después Noa regresa de la guerra y Allie, aunque también se encuentra en Seabrook, está comprometida con Lon (James Marsden), un rico soldado que conoció mientras hacía trabajos voluntarios en un hospital militar. Allie ha salido irrevocablemente de la vida de Noa pero no de su corazón. Pasan las décadas y podemos ver cómo un hombre llamado Duke (James Garner) lee una vieja y descolorida libreta a una mujer (Gena Rowlands) a la que visita regularmente en la residencia de ancianos. Aunque sus recuerdos se han desvanecido, le fascina la emotiva historia de Allie y Noa y durante unos momentos es capaz de revivir la época apasionada y turbulenta en la que juraron pasar el resto de su vida juntos.