5 centimètres par seconde se compose de trois courts métrages ayant pour personnages principaux deux jeunes écoliers, Tohno Takaki et Akari Shinohara. La vie les séparant, l'amour les fera se retrouver une dernière fois dans la première histoire. La deuxième histoire permet de retrouver le héros Takaki dont la camarade de classe, Kanae Sumita, va essayer de se déclarer à lui. Dans le dernier court métrage, les personnages du premier segment sont de nouveau réunis. Cependant, le temps les a définitivement séparés et seul un souvenir commun les relie.