Apa yang terjadi jika dua orang saling mencintai tetapi tidak dimaksudkan untuk bersama? Takaki Toono dan Akari Shinohara adalah teman masa kecil, tetapi keadaan di luar kendali mereka memisahkan mereka. Mereka berjanji untuk tetap berhubungan, dan meskipun perkembangan waktu memperlebar jarak di antara mereka, rantai ingatan tetap ada.
Byousoku 5 Centimeter adalah drama romantis yang berfokus pada kenyataan duniawi dan pahit dari hubungan jarak jauh. Terjebak di masa lalu dan tidak dapat membuat kenangan baru, Takaki dan Akari berpegang teguh pada harapan untuk bertemu lagi. Mereka menjalani kehidupan sehari-hari dengan setengah hati, baik menyakiti diri sendiri maupun orang-orang di sekitar mereka.