É verão de 1983 na Itália e Elio (Chalamet), um precoce jovem de 17 anos, passa seus dias na vila de sua família transcrevendo e tocando música clássica, lendo e flertando com a sua amiga, Marzia. Até que certo dia, Oliver (Hammer), um encantador estudioso americano chega como estagiário anual de verão, encarregado de ajudar o pai de Elio, um célebre professor. Elio e Oliver descobrem a beleza do despertar do desejo ao longo de um verão que mudará suas vidas para sempre.