La película comienza con Maddy Whittier (Amandla Stenberg) sentada en su habitación favorita en la casa, imaginando como sería poder poner un pie en el exterior, especialmente en el océano.

Maddy explica que ella siempre ha vivido con inmunodeficiencia combinada severa (SCID), lo que significa que sus anticuerpos no pueden combatir infecciones. Su madre (Anika Noni Rose) la ha mantenido en la casa durante la mayor parte de su vida. Para Maddy su única familia es su madre ya que su hermano y su padre murieron en un accidente de coche cuando era pequeña y sus únicos amigos son su enfermera Carla (Ana de la Reguera) y la hija de Carla, Rosa (Danubio R. Hermosillo),ya que son las únicas personas que pueden entrar en la casa. Maddy es parte de un grupo de apoyo online donde habla con otras personas con SCID. Pasa la mayor parte del tiempo leyendo libros y escribiendo reseñas sobre ellos en internet, viendo películas con su madre y construyendo modelos de lugares con una figura de astronauta en el interior.

Un día, Maddy ve a sus nuevos vecinos, más concretamente, a  Olly Bright (Nick Robinson) montado en su patinete por la calle. Él mira hacia la ventana de Maddy y le sonríe. Ella le devuelve la sonrisa.

Esa noche, Olly y su hermana Kara (Taylor Hickson) caminan hacia la casa de Maddy para darles una tarta hecha por su madre. La Dra. Whittier abre la puerta y la rechaza ya que viene de la calle. Cuando Olly pregunta si Maddy está cerca, la Dra. Whittier le miente diciéndole que no y cierra la puerta.

Al día siguiente, Olly y Maddy empiezan a hablar a través de sus ventanas. Se intercambian en número y comienzan a enviarse mensajes. Maddy imagina su conversación como si estuviera sentada en el restaurante modelo que ella construyó. Hablan de muchas cosas como la enfermedad de Maddy, la muerte de su padre y su hermano y el sueño de la chica de ver el océano.

Carla y Rosa saben que a Maddy le gusta Olly. Así que mientras su madre está fuera, Carla invita a Olly a ir a su casa, con la condición de que el chico debe estar alejado de Maddy para que no pueda coger ninguna enfermedad. Los dos hablan y pasan el rato.

Más tarde, Maddy ve a Olly en una pelea con su padre. Maddy sale corriendo preocupada hacia el chico. La madre de Maddy ve esto y corre tras ella, la regaña y la vuelve a meter en casa, donde empieza a vomitar en el fregadero. Su madre la pone a descansar y le dice que no puede volver a ver a Olly.

La Dra. Whittier despide a Carla por dejar entrar a un desconocido en la casa y contrata a una enfermera nueva y más estricta para que cuide de Maddy aunque los chicos continúan hablando en secreto. Una tarde, Maddy entra en su habitación favorita y ve que Olly imprimió docenas de fotos del océano y decoró toda la habitación con ellas. También dejó una nota que decía, “todo océano merece ser visto por ti, Maddy”.

Maddy le escribe una carta a su madre diciendo que se irá. Ella va a casa de Olly y dice que compró dos billetes de avión para Hawai. Olly le dice que regrese a casa por su seguridad, pero Maddy dice que ha estado tomando un medicamento y está bien. Convencido, va al aeropuerto.

La madre de Maddy encuentra la nota de su hija. Ella ve a Kara caminando por la calle y le pregunta dónde están Maddy y Olly, pero Kara tampoco lo sabe.

Maddy y Olly llegan a Hawai y conducen al sitio que han alquilado. Maddy se compra un bikini y se meten al océano donde la chica cumple su sueño y nada por primera vez. Esa noche, Maddy y Olly hacen el amor por primera vez.

Al día siguiente, Maddy se enferma y se desmaya. Olly la lleva al hospital y Maddy se despierta de regreso a casa. La Dra. Whittier no está enfadada porque siente que Maddy ha aprendido la lección. Maddy se ve obligada a sacar a Olly de su vida pues siente, con mucho dolor, que es mejor que dejen de verse.

Olly se muda de nuevo a Nueva York con su madre y su hermana para dejar atrás a su padre para siempre. Maddy no tiene la oportunidad de decir adiós. Más tarde, recibe una llamada del médico que la trató en Hawai y descubre que no tiene indicios de tener SCID. Maddy revisa todos los archivos para encontrar algo donde diga que tiene esa enfermedad, pero no encuentra nada. Cuando su madre vuelve, Maddy le pregunta si está enferma y ella le esquiva la pregunta. Maddy huye de ella.

Maddy va a ver a un médico y le confirma que nunca tuvo SCID. Su sistema inmunológico solo es débil porque no ha sido expuesto adecuadamente a infecciones o virus regulares. Enfadada, Maddy se queda en la casa de Carla y Rosa. Cuando finalmente vuelve a ver a su madre, admite con lágrimas que le mintió porque no quería perderla de la misma manera que perdió a su marido y a su hijo.

Maddy decide ir a Nueva York para ver a Olly y le envía un mensaje para reunirse con ella en una librería a la mañana siguiente. Maddy va a la librería. Efectivamente, Olly está allí leyendo un libro. Los dos se reúnen y se besan antes de salir a conocer la ciudad.