整部影片分为：
第一话《樱花抄》讲两个人互相表露心意及对未来的迷茫。
秒速五厘米
第二话《宇航员》讲的是没有明里时，男主角贵树安静而孤独的生活。同时借另一个女孩子的描述，也可以看出贵树对明里的思念。
第三话《秒速五厘米》讲的是已成年的男女主角过着基本不相干的日子。从男女主角交错的对白中，向我们讲述了人生的变化无常及我们力量的渺小。
由三个故事组成的《秒速5厘米》抛弃了悬念，回归生活，大量的现实取景，用接近写实的动画向人讲述因为小学毕业而离别的远野贵树和筱原明里两人，对相互抱有好感而时时记挂在心。但由于分别的阻隔只能把这份特别的感情寄予在别处。随着时间的流逝，终于有一天贵树在一个大雪天里决定去找明里，表白自己的内心……
动画三部分，分别是描写贵树与明里再会的《樱花抄》，以旁人的视点表现的《宇航员》，以及表现两人精神上彷徨的标题短篇《秒速5厘米》（电影副标题为“a chain of short stories about their distance”）意为：有关他们之间的距离的连续短篇故事。
《秒速5厘米》已于2007年11月16日推出小说版，同样由新海诚执笔。
