Été 1983. Elio Perlman, 17 ans, passe ses vacances dans la villa du XVIIe siècle que possède sa famille en Italie, à jouer de la musique, à lire et à flirter avec son amie Marzia. Un jour, Oliver, un Américain qui prépare son doctorat, vient travailler auprès du père d’Elio. Elio et Oliver vont bientôt découvrir l’éveil du désir, qui changera leur vie à jamais.
À la demande de son père, Coline retourne dans sa chambre d'enfant faire le tri dans ses affaires. Ce travail lui rappelle certains souvenirs douloureux.
Oxford, Angleterre. Les soeurs July et September sont inséparables. Leur dynamique particulière est une préoccupation pour leur mère, qui les élève seule. Lorsque September est exclue temporairement du lycée, July se retrouve livrée à elle-même...