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.
Été 43, Piémont. Milton aime Fulvia qui, de son côté, aime surtout sa pensée et les lettres qu’il lui écrit. Un an plus tard, Milton est entré dans la Résistance, avec d’autres partisans. Au détour d’une conversation, il apprend que Fulvia aimait en secret son ami Giorgio, partisan lui aussi. Milton se lance alors à la recherche de Giorgio, dans les collines des Langhes enveloppées de brouillard…