Mitsuha - một nữ sinh sống tại vùng quê Nhật Bản, chán ngán cuộc sống hiện tại và luôn mong được lên Tokyo sống. Taki - một cậu nam sinh ở Tokyo, làm thêm tại một nhà hàng Ý sau giờ học, thích vẽ vời và quan tâm đến ngành kiến trúc. Cả hai bắt đầu có những giấc mơ kỳ lạ kể từ khi ngôi sao chổi Tiamat huyền thoại xuất hiện trên bầu trời. Trong mơ, Mitsuha mơ thành một cậu nam sinh ở Tokyo còn Taki mơ mình là một cô nữ sinh ở vùng quê Nhật Bản. Và họ nhanh chóng nhận ra mình đã bị hoán đổi cơ thể. Để tránh những rắc rối, họ để lại cho nhau những lời nhắn, những quy định yêu cầu người kia không được làm gì. Mọi việc cứ thế trôi qua, cho đến buổi tối khi ngôi sao chổi đi qua và tách ra một phần rơi xuống Nhật Bản, cũng từ đó Taki phát hiện cậu và Mitsuha không còn hoán đổi cho nhau nữa. Dựa vào những gì nhớ được khi còn trong hình dáng Mitsuha, Taki vẽ lại bức tranh vùng quê nơi Mitsuha sinh sống. Cậu cùng 2 người bạn Tsukasa và Okudera lên đường đi tìm đến giấc mơ của mình. Do không có dữ kiện gì ngoài bức tranh Taki vẽ nên họ không thể tìm ra nơi ấy. May mắn thay, khi nghỉ chân trong tiệm mì Ramen, có người đã nhận ra thị trấn bên bờ hồ trong bức tranh là Itomori - nơi mà 3 năm trước đã xảy ra một vụ rơi thiên thạch khiến hơn 500 người chết, điều đó cũng đồng nghĩa với việc Mitsuha không còn nữa. Khi tới nơi, Itomori chìm trong đổ nát, nằm cạnh một hồ nước và một hố thiên thạch khổng lồ. Đêm ấy, Taki nhận ra mình đã quên mất tên của Mitsuha, những dòng nhật ký, những ghi chú của Mitsuha cũng biến mất khỏi điện thoại. Cậu cũng không nhớ vì sao mình có chiếc vòng tay làm bằng dây buộc mà cậu vẫn đeo như bùa hộ mệnh. Thời gian của Mitsuha và Taki bị lệch nhau 3 năm. Lý do Taki có chiếc vòng tay là 3 năm trước (thời điểm của Mitsuha, tức năm 2013), Mitsuha đã đi tàu đến Tokyo để gặp Taki, nhưng khi ấy, do Taki chưa quen cô nên không biết cô là ai. Mitsuha buồn bã bước xuống tàu, Taki gọi với: "Tên cậu là gì?", Mitsuha rút chiếc dây buộc tóc, đưa cho Taki, "Tớ là Mitsuha". Taki dùng chiếc dây ấy làm vòng tay và đeo trong suốt 3 năm.
Áp phích phim tại Hàn Quốc mô tả cảnh cao trào trong phim khi nhân vật Taki và Mitsuha gặp nhau trên núi. Đây là áp phích được thiết kế đặc biệt để chào mừng sự kiện bộ phim vượt qua mốc 3 triệu người xem, trở thành phim Nhật Bản ăn khách nhất Hàn Quốc.[14]
Sáng hôm sau, Taki để lại lời nhắn cho hai người bạn rồi một mình đi tới thần xã nhỏ nằm trong một cái hang, nơi mà cậu đã được bà của Mitsuha dẫn tới để dâng lên thần linh rượu kuchikamizake (口噛み酒 (Khẩu giảo tửu) hay "Thánh tửu" theo bản dịch tại Việt Nam?) - thứ mà bà bảo là "một phần cơ thể của Mitsuha nằm trong đó". Trong hang, Taki tìm thấy chai kuchikamizake của Mitsuha đã bám đầy rêu, cậu mở nắp uống một ngụm. Lập tức, Taki nhìn thấy toàn bộ ký ức của Mitsuha từ khi cô chào đời, sau đó hai người lại được hoán đổi một lần nữa, Taki biến thành Mitsuha ba năm trước. Taki được bà của Mitsuha kể rằng, cả bà và mẹ của Mitsuha đều đã trải qua chuyện nằm mơ trở thành ai đó, tất cả người nhà Miyamizu tiếp quản thần xã Miyamizu đều có khả năng này. Để cứu người dân thị trấn Itomori khỏi thảm họa thiên thạch, Taki (trong hình dạng Mitsuha) cùng hai người bạn của Mitsuha là Sayaka và Teshi lập kế hoạch sơ tán mọi người đến nơi an toàn, tuy nhiên kế hoạch đổ vỡ khi bố của Mitsuha phát hiện và ngăn cản.
Taki (trong thân xác Mitsuha) chạy đến cái hang mà Mitsuha (trong thân xác Taki) đang ở đó (tại thời điểm hiện tại, tức năm 2016). Taki và Mitsuha gặp nhau, thân xác của họ hoán đổi trở lại. Để không quên mất nhau, họ viết tên mình lên tay người kia, nhưng thay vì viết tên mình, Taki lại viết là "ANH YÊU EM ". Taki đã viết xong, nhưng khi Mitsuha vừa cầm bút, cô ngay lập tức quay trở về quá khứ, chiếc bút rơi xuống đất. Một lần nữa, tên của Mitsuha lại nhanh chóng tan biến trong đầu Taki.
Tại thời điểm ba năm trước, Mitsuha chạy đến chỗ bố cô, cố gắng thuyết phục ông rời thị trấn, còn tên của Taki cũng phai dần trong ký ức của Mitsuha... Sao chổi lướt qua bầu trời, một mảnh lìa ra và rơi xuống thị trấn...
Năm năm sau (kể từ thời điểm của Taki, tức khoảng năm 2021), Taki đã là một sinh viên ra trường đang tìm việc. Trong suốt 5 năm qua, Taki không hiểu vì sao mình luôn có cảm giác bứt rứt, luôn nhớ tới một người, luôn chờ đợi một người mà cậu không biết là ai. Cậu quan tâm đến vụ rơi thiên thạch ở Itomori, nhưng không biết vì sao mình lại quan tâm nhiều đến thế.
"Kimi no Na wa." - tiêu đề của bộ phim, cũng là một câu thoại trong phim
Sau khi xem lại những bài báo năm xưa, Taki phát hiện ra: vào năm xảy ra vụ rơi thiên thạch, đã có một kỳ tích, tất cả mọi người ở Itomori hầu như đều bình an vô sự vì thật tình cờ, đúng ngày hôm đó, người dân Itomori có một buổi diễn tập sơ tán.
Bước vào quán cafe, Taki gặp Sayaka và Teshi đi cùng nhau, họ chuẩn bị kết hôn.
Kết thúc phim, Taki nhìn thấy Mitsuha trên tàu, cả hai rời tàu khi dừng ở ga và chạy đi tìm nhau. Taki và Mitsuha gặp nhau ở bậc thang trên phố, cả hai có chung một thắc mắc mình đã gặp người kia bao giờ chưa, rồi cả hai cùng cất tiếng: "Kimi no namae wa?" (Tên anh/em là gì vậy?
