Menceritakan kehidupan tokoh nyata bernama Tohno Takaki, sejak dia sekolah dasar di awal 1990-an sampai dia dewasa di zaman modern Tokyo, yang dikemas dalam tiga babak yang saling berhubungan. Babak pertama berjudul Oukashou (Cherry Blossoms) dengan narator Tohno Takaki. Bercerita tentang dua siswa SD bernama Takaki dan Akari yang baru saja pindah ke Tokyo dan menempati kelas yang sama. Babak kedua berjudul Kosmonauto (Cosmonaut) dengan narator Sumida Akane. Babak kedua ini berkisar pada saat Takaki kelas 3 SMU di daerah Kagoshima. Di sini Takaki bertemu dengan tokoh baru, seorang gadis teman sekelas yang menjadi narator cerita yaitu Akane. Babak ketiga berjudul Byousoku 5 senchimehtoru (5 Centimeters Per Second) dengan narator Tohno Takaki. Di babak terakhir ini, Takaki telah lulus sekolah dan bekerja di sebuah perusahaan.