如果，樱花掉落的速度是每秒5厘米，那么两颗心需要多久才能靠近？
少年时，贵树和明理是形影不离的好朋友，可很快，一道巨大的鸿沟便横亘在两人中间：明理转学，贵树也随着父母工作的调动搬到遥远的鹿儿岛。在搬家前，贵树乘坐新干线千里迢迢和明理相会，在漫长的等待后，茫茫大雪中，两人在枯萎的樱花树下深情相拥，并献出彼此的first kiss，约定着下一次再一起来看樱花。
时光荏苒，两人竟再没见过，虽然在人海中一直搜寻彼此的身影，但似乎总是徒然。再后来，他们分别有了各自的生活，只是还偶尔会梦到13岁时的这段青涩而美好的感情，才明白当年怎么也说不出口的那个字就是爱。
本作由三个独立故事的动画短片构成。第一话《樱花抄》描述贵树与明里年幼时恋爱的心情，以及他们重逢的一天，第二话《宇航员》描述以对进入高中就读的贵树怀有好感的澄田花苗的视角来展现贵树与明里分别后的生活，第三话《秒速5厘米》则刻画了贵树和明里长大后内心的种种彷徨。
樱花抄
远野贵树因为父母调职而转校来到东京的小学。一年后，篠原明里也转校来到同一班级。两人因体弱多病，不擅长运动，而喜欢独自待在图书馆。虽然年纪还小，可是两人还是互相吸引，对方在自己心中的存在渐渐变得无法取代。但是，两人亲密的世界因明里再度转校而悲哀地告终。之后，贵树一直努力地适应没有明里的世界。但在中学一年级的夏天，贵树收到明里写给他的信时，感情一下子再度涌现。他们开始通信，并再次得到能够互相传达心意的幸福。那年冬天，贵树要转校去一个遥远的地方。于是两人在信中约定了再见面的时间。
宇航员
中学二年级的第一天，澄田花苗看到从东京转校过来的远野贵树时，就已经喜欢上他。无论上课时还是放学后，甚至带狗在海边散步时，花苗都会在视线的一角寻找他的身影。为了和贵树在同一所高中而拼命温习，虽然合格了但还是没有向他告白的勇气，一直都暗恋着贵树。1999年，高中三年级的夏天，不但受姐姐影响而在高中开始的滑浪陷入了低潮，而且也决定不了毕业后的出路。虽然花苗对贵树的思念愈来愈强烈，但只是为了装作偶然遇上而一起回家。在高中生活只剩下半年时，感到焦急的花苗做了一个决定：能够在滑浪时再次站起来的那天，就向贵树表白。
秒速5厘米
2007年的东京，远野贵树在从事系统工程师的工作，过着忙碌的日子。出来社会工作后，季节和季节、年和年之间的区分变得暧昧起来，不知不觉就过了数年。那年年尾，贵树和交往了3年的水野理纱分手了。2008年，贵树在春天来临前辞职了。他既觉得有无数的理由要他这样做，同时又觉得能令自己接受的理由其实一个也没有。不久空气慢慢变得暖和，樱花的季节也到访东京。在一个恬静的平日，中午过后，贵树披上薄外套，走在街上
