日本中が学生運動の熱気に包まれていた1969年。仙台の女子高生・響子（成海璃子）は、同級生のレイコやジュリーとともに制服廃止闘争委員会を結成し、学園紛争に打ち込んでいた。そんな娘を案じる両親が仕事の都合で東京に引っ越すことになったものの、進学校に通う響子は、叔母の下で暮らし、仙台に留まる。やがて、レイコに連れられて初めて訪れたクラシック音楽の流れる喫茶店“無伴奏”で出会ったのは、渉（池松壮亮）、祐之介（斎藤工）、エマ（遠藤新菜）の3人。その店で、バッヘルベルのカノンをリクエストする渉に響子は興味を抱く。やがて、大学で開かれた集会で負傷し、自分の甘さを痛感して学生運動から離れた響子は、逃げ込んだ“無伴奏”で渉たちと再会。会うたびに渉に惹かれてゆく響子は、時に嫉妬や不安に駆られながらも、熱い想いを注ぐようになる。だが、いつしか見えない糸が絡み合い、どうにもならない衝動に突き動かされてゆく……。