Kōsei Arima, un niño de catorce años que es un prodigio del piano, se hace famoso tras ganar varios concursos de música. Cuando su madre, Saki, muere repentinamente, Kōsei sufre un colapso mental mientras actúa en un recital de piano; esto hace que sea incapaz de oír el sonido de su piano, aunque su audición no se ve afectada por otra parte.

Dos años después, Kōsei no ha tocado el piano y ve el mundo en monocromo. No se centra en destacar en ninguna actividad y suele pasar tiempo con sus amigos Tsubaki Sawabe y Ryōta Watari. Kōsei conoce a Kaori Miyazono, una violinista de catorce años, audaz y de espíritu libre, cuyo estilo de tocar refleja su personalidad maníaca. Kaori ayuda a Kōsei a volver a tocar el piano y le muestra que su estilo de tocar puede ser libre y rompedor. A medida que Kaori sigue levantando el ánimo de Kōsei, éste se da cuenta rápidamente de que la ama, aunque ella parece estar interesada en Ryōta.

Durante una actuación, Kaori, que está anémica y necesita pruebas rutinarias, se desmaya y es hospitalizada. Invita a Kōsei a tocar con ella en una gala, pero no llega. Su salud se deteriora y se abate. Kōsei toca a dúo con una amiga, lo que motiva a Kaori a intentar una arriesgada cirugía potencialmente mortal para poder tocar con Kosei una vez más. Mientras toca en la final del Concurso de Piano del Este de Japón, Kōsei ve el espíritu de Kaori acompañándole y se da cuenta de que ha muerto durante la operación.

En su funeral, los padres de Kaori le entregan a Kōsei una carta de Kaori que revela que ella era consciente de su inminente muerte y se volvió más libre de espíritu, tanto como persona como en su música, para no llevar sus remordimientos al cielo. También dice que estaba enamorada de Kōsei desde que lo vio actuar en un concierto cuando tenía cinco años. Esto la inspiró a tocar el violín para poder tocar con él algún día. Kaori inventó sus sentimientos hacia Ryōta para poder acercarse a Kōsei sin herir a Tsubaki, que también sentía afecto por Kōsei. Tsubaki consuela a Kōsei y le dice que estará a su lado. Kaori también deja una foto de sí misma cuando era niña, volviendo del concierto que la inspiró, con Kōsei en el fondo. Kōsei enmarca más tarde esta foto.