Kathleen Kelly (Meg Ryan) es propietaria de una librería para niños en West Side NY City fundada por su madre. Su novio (Greg Kinnear), un escritor, es lo suficientemente bueno, pero su corazón se está sintiendo atraído hacia un chico que conoció en una sala de chat de AOL. Se envían correos electrónicos a menudo pero no dan detalles de sus vidas; escuchar el famoso "Tienes correo" es lo más destacado de su día.

Joe Fox (Tom Hanks) dirige una librería de libros de saldo, su cadena que está abriendo una sucursal frente a la ubicación de Kathleen. Su novia (Parker Posey), una agente de libros, siempre está enfadad con él, y Joe se siente cada vez más atraído por una mujer que conoció en una sala de chat de AOL.

Joe se detiene en la tienda de Kathleen y siente un flechazo por ella. Él no revela que es su archienemigo como el jefe de las librerías Fox. Cuando se reencuentran en una fiesta y ella se da cuenta de su conexión con Fox, ella está enfadada, y cruzan palabras muy duras entre ellos.

Mientras tanto, ambos buscan consuelo en su compañero online, sin darse cuenta de que están compartiendo sus corazones el uno con el otro.

Ambos toman la decisión de conocerse en persona, pero Joe ve a través de la ventana que Kathleen está en "ShopGirl" esperándolo, "NY 152".

Él entra y habla con ella, pero no revela que él es a quien ella está esperando. Al día siguiente, NY 152 / Joe se disculpa por defenderla y siguen acercándose, con Joe conociendo su identidad, pero ella todavía no conoce la suya. Él se divierte mucho con esto.

El novio de Kathleen conoce a otra persona y se separan amigablemente. Joe se cansa de la superficialidad de su novia y se va de casa.

Con el tiempo, Fox Books hace  el negocio de Kathleen se arruine y se ve obligada a cerrar la tienda. Joe ofrece una tregua, claramente disfrutan de la compañía del otro y se reúnen con frecuencia.

NY152 pide reunirse nuevamente y ShopGirl acepta. Justo antes de la hora acordada, Joe le dice a Kathleen que se pregunta qué hubiera pasado si se hubieran conocido en diferentes circunstancias.

Ella sabe que comenzó a preocuparse profundamente por Joe, pero está ansiosa por conocer al que ha sido su refugio online durante tanto tiempo.

Llega al lugar de reunión designado, ve que es Joe y le dice que quería que NY152 fuera fuera él.