Mitsuha Miyamizu, une lycéenne, rêve de mener la vie d’un garçon dans la ville animée de Tokyo — un rêve qui contraste fortement avec sa vie actuelle à la campagne. Pendant ce temps, en ville, Taki Tachibana mène une vie bien remplie de lycéen, jonglant entre son job à temps partiel et ses espoirs d’un avenir dans l’architecture.
Un jour, Mitsuha se réveille dans une chambre qui n’est pas la sienne et se retrouve soudainement à vivre la vie de ses rêves à Tokyo… mais dans le corps de Taki ! Ailleurs, Taki se retrouve à vivre la vie de Mitsuha dans la campagne modeste. À la recherche d'une explication à ce phénomène étrange, ils se mettent à se chercher l'un l'autre.
Kimi no Na wa. s'articule autour des actions de Mitsuha et Taki, qui commencent à avoir un impact dramatique sur la vie de l'autre, les tissant dans une trame maintenue par le destin et les circonstances.