Italia, verano de 1983. Elio (Timothée Chalamet), un precoz joven de 17 años, pasa el tiempo en la casa de su familia transcribiendo y escuchando música clásica, leyendo y coqueteando con su amiga Marzia. Un día llega Oliver (Armie Hammer), un joven estudiante estadounidense, que ayudará su padre, un eminente profesor. Elio y Oliver descubren la emocionante belleza del despertar del deseo durante un verano que cambiará sus vidas para siempre.