Dean (Ryan Gosling) es un romántico empedernido que abandona el instituto y trabaja en una empresa de mudanzas en Brooklyn. Cindy (Michelle Williams) es una aspirante a doctora que estudia pre-medicina mientras vive con sus conflictivos padres y cuida de su abuela en Pensilvania. Su novio, un compañero de estudios llamado Bobby, la lleva a su casa, donde ambos tienen relaciones sexuales, pero él eyacula dentro de ella sin su consentimiento. Esto hace que Cindy, enfadada, rompa con él. Un tiempo después, mientras Dean está entregando muebles a una residencia de ancianos en Pensilvania, se encuentra con Cindy, que está visitando a su abuela. Él le da su número, pero ella nunca llama; sin embargo, casualmente se encuentran de nuevo en un autobús y comienzan a salir poco después. Un celoso Bobby no tarda en enterarse y agrede violentamente a Dean.

Cindy descubre que está embarazada y le dice a Dean que es poco probable que sea el padre. Opta por abortar, pero cancela la operación en el último momento. Dean la consuela y le asegura que quiere criar al niño juntos. Cindy y Dean se casan.

Cinco años después, la pareja vive en la zona rural de Pensilvania con su hija, Frankie. Cindy es ahora enfermera en una clínica donde su jefe, el Dr. Feinberg, acaba de ofrecerle unirse a él en otra clínica en un futuro próximo. Mientras tanto, Dean se gana la vida pintando casas y luchando contra el alcohol. Un día, el perro de la familia, que había desaparecido, es encontrado muerto al lado de la carretera debido a que Cindy se había dejado una puerta sin cerrar, lo que tensa aún más el matrimonio. A pesar de la reticencia de Cindy, Dean insiste en una escapada romántica a un motel para relajarse e intentar reavivar su relación. Al pasar por una licorería, Cindy tiene un encuentro incómodo al encontrarse con Bobby, lo que provoca una discusión posterior en el coche entre ella y Dean.

En el motel, Dean intenta seducir repetidamente a Cindy pero ella lo rechaza. Frustrada por la falta de ambición de Dean, ella le interroga durante la cena, lo que provoca otra discusión. Los dos se reconcilian y se emborrachan pero Cindy se disgusta cuando Dean le pregunta si quiere tener otro hijo con él. Empiezan a discutir y ella le encierra fuera del dormitorio. A primera hora de la mañana, Cindy tiene que ir a trabajar. Coge el coche y deja una nota para Dean. En la clínica, el Dr. Feinberg le recomienda a Cindy que consiga un apartamento en lugar de trasladar a su familia, sugiriendo que podrían hacerse compañía durante los días de la semana si se siente sola. Visiblemente enfadada, Cindy dice que creía que le había ofrecido el puesto por sus aptitudes.

De vuelta en el motel, un molesto Dean encuentra la nota y se presenta borracho en la clínica donde tiene una acalorada discusión con Cindy. Dean da un puñetazo al Dr. Feinberg, que despide a Cindy y los echa. Al salir de la clínica, Cindy le exige el divorcio. En casa de sus padres, Dean intenta convencer a Cindy de que le dé otra oportunidad al matrimonio por el bien de Frankie. Cindy dice que prefiere que Frankie no crezca con unos padres que se desprecian.

Después de que Dean le recuerde a Cindy sus votos, ambos se disculpan y se abrazan pero ella se aparta. Dean sale de la casa mientras Frankie corre tras él y le ruega que se quede. Él la guía para que vuelva con Cindy y continúa alejándose. La película termina con fotos de Dean y Cindy en las primeras etapas de su romance.