Samuel, le père d'Elio, est à bord d'un train pour Rome où il doit rejoindre son fils, qui y a débuté une carrière de concertiste. Mais une jeune femme nommée Miranda voyage dans le même compartiment, et soudain toutes les cartes sont rebattues. Quelques temps plus tard, Elio est installé à Paris. A la faveur d'une rencontre avec un homme plus âgé qui l'attire irrésistiblement, le souvenir d'Olivier rejaillit. Les années passent, et un soir de fête à New York, Olivier éprouve lui aussi le besoin de renouer avec Elio, de l'entendre, et peut-être de traverser l'Atlantique pour le voir.