Sophie Hall es una joven escritora estadounidense que viaja a la ciudad de Verona junto a su prometido Victor antes de su boda. Mientras Victor se dedica a buscar proveedores para su futuro restaurante, Sophie explora la ciudad y descubre una tradición muy especial: miles de personas dejan cartas dirigidas a Julieta, el famoso personaje de la historia de amor de Romeo y Julieta.
Un día, Sophie encuentra una carta escondida detrás de un muro. La carta fue escrita cincuenta años antes por una joven inglesa llamada Claire, quien contaba que había abandonado a su gran amor italiano, Lorenzo Bartolini. Conmovida por la historia, Sophie decide responder la carta.
Para su sorpresa, Claire recibe la respuesta y viaja a Italia con su nieto Charlie para intentar reencontrarse con Lorenzo después de tantos años. Sophie se une a ellos en la búsqueda. Juntos recorren diferentes pueblos italianos visitando a numerosos hombres llamados Lorenzo Bartolini.
Durante el viaje, Sophie y Charlie, que al principio tienen una relación difícil debido a sus diferencias de personalidad, comienzan a conocerse mejor. Poco a poco surge una conexión romántica entre ellos. Al mismo tiempo, Claire mantiene la esperanza de encontrar al hombre que amó en su juventud.
Finalmente, después de muchas búsquedas y obstáculos, Claire encuentra a su verdadero Lorenzo. Ambos descubren que sus sentimientos nunca desaparecieron y tienen la oportunidad de recuperar el tiempo perdido. Inspirada por esta historia de amor, Sophie comprende que también debe seguir su corazón. Esto la lleva a replantearse su relación con Victor y a tomar decisiones importantes sobre su futuro y sus verdaderos sentimientos hacia Charlie.
La película combina romance, comedia y paisajes italianos, transmitiendo un mensaje sobre las segundas oportunidades, el amor verdadero y la importancia de perseguir los sueños.
