Bu film 3 hikayenin bir araya gelmesinden oluşuyor; ilk bölüm “Okasho,” Takaki ile Akari'nin bir araya geldikleri günü gösterir. Sonraki bölüm, “Cosmonaut,”da başka birinin bakış açısıyla bu buluşmadan sonra Takaki’nin hikayesi anlatılır. Son bölüm olan “Byosoku 5 centimeter,”da ise düşünceleriyle ilgili kısa klipler vardır.
1. Hikaye: The Chosen Cherry Blossoms - Ōkashō (26 Dakika): Ailesinin iş değişikliğinden dolayı Akari Shinohara, ilkokulu bitirdikten sonra Takaki’den ayrılmak zorunda kalmıştır. Takaki ve Akari arasındaki derin bağlar, onların bugüne kadar birbirlerinden kopmasını engellemiş ve birbirleriyle mektuplar yoluyla iletişim kurmuşlardır. Ancak Takaki, ailesinin Kagoshima’ya taşınacağını öğrenince bu fırsatı değerlendirerek trenle Akari’nin ziyaretine gitmeye karar verir
2. Hikaye: Cosmonaut (21 Dakika): Yıllar geçmiş ve Takaki lise son sınıf öğrencisi olmuştur. Takaki, hala Akari için mektuplar yazmakta fakat bu nektupları Akari’ye göndermemektedir. Bu sırada Takaki’nin sınıf arkadaşı Kanae Sumita, takaki’ye aşık olmuş ancak Takaki’ye açılmak için gerekli cesareti toplayamamıştır.
3. Hikaye: 5 Centimeters per Second (16 Dakika):Yıl 2008, Akari ve Takaki’nin yolları ayrılmıştır. Takaki, bir bilgisayar programcısı olarak artık Tokyo’da yaşamaktadır. Akari ise evlilik hazırlığı yapmaktadır. Bir gün, Takaki, trenyolunun orada, kendisine tanıdınık gelen bir bayan görür.