Mitsuha est une lycéenne, la fille du maire d'une petite ville nichée entre les montagnes. Vivant avec sa petite sœur et sa grand-mère, c'est une demoiselle franche qui n'hésite pas à dire qu'elle n'a pas envie de participer aux rituels shinto, ou d'aider son père dans ses campagnes électorales. En fait, elle rêve de pouvoir quitter cette ville où elle s'ennuie, pour partir tenter sa chance à la capitale. Taki est un lycéen, un tokyoïte qui travaille à mi-temps dans un restaurant italien, tout en aspirant à des études d'architecture ou dans les Beaux-Arts. Chaque nuit, il fait un rêve étrange, où il devient… une lycéenne campagnarde, vivant dans une petite ville entre les montagnes. Quel secret se cache derrière ces rêves mutuels, qui unissent ces deux êtres qui ne se sont jamais rencontrés ?...

À l'occasion d'un séjour de 3 jours à Kyoto, la 3-E prépare avec enthousiasme son séjour mais aussi des plans d'assassinats impliquant un sniper engagé par le professeur Karasuma....