你的名字这个故事讲述了男女高中生在梦中邂逅，寻找彼此的故事。故事发生的地点是在每一千二百年回归一次的彗星造访过一个月之后，日本某个深山的乡下小镇。在这里女高中生三叶每天都过着忧郁的生活，而她烦恼的不光有担任镇长的父亲所举行的选举运动，还有家传神社的古老习俗。
在这个小小的城镇，周围都只是些爱瞎操心的老人。为此三叶对于大都市充满了憧憬，甚至幻想着“下辈子让我做一个东京帅哥吧！”忽然有一天自己做了个变成男孩子的梦，在陌生的房间，面对陌生的朋友，以及东京的街道。虽然感到困惑，但少女对于能来到朝思暮想的东京还是充满喜悦。
与此同时，生活在东京的男高中生立花泷也做了个奇怪的梦，他在一个从未去过的深山小镇中，变成了女高中生。少男少女就这样在梦中邂逅了彼此，并带着“不论你在世界何方我一定会去见你”的信念去寻找彼此，然而泷和三叶所在的时空却相差三年。
在三叶去找泷的时候泷还不认识她，但当泷去找三叶的时候系守镇已被彗星摧毁了，就在泷几近放弃的时候，奥寺前辈突然指出他手上带的一条带子问他是哪里来的，泷回答说是三年前一个人送给他的但自己也忘了是谁。在他晚上睡觉的时候突然惊醒，他听到带子里有声音在呼唤他，于是就想起了他变成三叶时外婆说的关于结绳的奥秘， 在日本有造化三神，其中一神名叫高皇产灵神，寓意生产、生成之意。因为与结同音，故又称结灵神。 结绳对于他们来说，意味着时间流动的体现、人与人之间的牵绊、人与神之间的纽带。当结绳聚在一起、成型、扭曲、缠绕，有时又还原、断裂然后再次连接。这就是结灵，也代表着时间。
于是他就来到了记忆中的神社他看到了三叶做的口嚼酒，就喝了一口,通过结绳得到了力量，与三年前的三叶互换了身体，并回到了灾难发生的当日。三叶（泷）把所有的情况告诉三叶的朋友敕使和早耶香，并制定好了“作战计划”。
就在一切都将要实现的时候,问题就出现在三叶爸爸身上，他认为她（他）脑子有问题，于是她（他）就放弃了。接下来他就想到可以到山顶上去见变成了泷的三叶,于是他就去了。在山顶上他们可以互相听见声音，却见不到人，黄昏之时即将到来就在黄昏降临时，他们终于可以见面了，他们对彼此有千言万语，却又不知道要说什么。就在他们沉默不语的时候，时间正在慢慢流逝，黄昏之时也即将过去，就在最后时刻他们想要彼此在手上写上自己的名字。
黄昏之时已完全过去，他们也各自去做自己的事，三叶跑去说服她爸在奔跑的时候摔了一跤，这时她看见了泷在她手上写的是喜欢你，她就说这几个字可告诉不了我你的名字。于是她终于说服了爸爸，发布了避难演习的公告，救下了系守镇全镇的人。
而泷呢因为三叶没来得及在他手上写名字，就把她忘了。他们又成了独立的个体，做着各自的工作。有一次他们在火车上又彼此看见了，于是他们就立马下车寻找对方，就在他们在桥头碰面时又显得不认识对方，泷终于鼓起勇气对三叶说“我好像在哪里见过你”这时三叶也说“我也好像在哪里见过你”。这部电影就在这里结束了。
