1983年の夏。17歳のエリオ（ティモシー・シャラメ）は、例年のように両親と一緒に北イタリアを訪れ、母が相続した歴史あるヴィラで過ごしていた。父パールマン（マイケル・スタールバーグ）は、アメリカで教鞭を取るギリシア＝ローマの美術史学専門の大学教授で、母のアネラ（アミラ・カサール）は翻訳家。自然に恵まれた環境の中で、エリオに高い教養に身に付けさせたいという両親の考えにより、クラシック音楽を編曲したり、ピアノやギターを演奏したり、読書をしたり……。その一方で、時には夜遊びをしたり、近くに住むフランス人のマルシア（エステール・ガレル）とふざけ合ったりするのが、エリオの夏の過ごし方だった。そんな彼の前に、アメリカからやってきた24歳の大学院生オリヴァー（アーミー・ハマー）が現れる。エリオの父は毎年、研究を手伝ってくれるインターンをヴィラに連れてくるのだが、オリヴァーはそのインターンだった。エリオの隣の部屋に泊まることになったオリヴァーは、これまでのインターンよりも知的で、振る舞いも自信に溢れているように見えた。そしてある日、マルシアやキアラ（ヴィクトワール・デュボワ）らと共にバレーボールをしている最中、冗談半分のようにオリヴァーがエリオの裸の肩に触れる。これを機に、互いの存在を意識するようになる2人。時に意地悪をしたかと思えば、互いに気を引こうとしてキアラやマルシアを誘ってみたり……。エリオとオリヴァーの間には、まるで不思議な磁石があるように、引きつけ合ったり、反発したりを繰り返した。そして、ある王女に熱烈な恋をした騎士の物語をアネラが読んでくれたことをきっかけに、ついにエリオはオリヴァーに自分の想いを打ち明ける。オリヴァーも同じ気持ちを抱いていた。まばゆい夏の光の中で、激しく恋に落ちる2人。しかし、夏の終わりと共に、オリヴァーの去る日が近づいていた……。