Het is de zomer van 1983 in Italië. Elio (Chalamet), een vroegrijpe 17-jarige jongen brengt zijn dagen door in de villa van zijn ouders met het transcriberen en spelen van klassieke muziek, lezen en het flirten met zijn vriendin Marzia. Op een dag arriveert Oliver (Hammer), een charmante Amerikaanse student die Elio's vader, een eminente professor, als stagiair komt helpen. Elio en Oliver ontdekken die zomer de onstuimige pracht van een ontwakend verlangen dat hun leven voorgoed zal veranderen.