Mitsuha Miyamizu, uma garota do ensino médio, anseia viver a vida de um menino na movimentada cidade de Tóquio - um sonho que contrasta com sua vida presente no campo. Enquanto isso na cidade, Taki Tachibana vive uma vida ocupada como estudante do ensino médio enquanto faz malabarismos com seu trabalho a tempo parcial e espera um futuro na arquitetura. 
Um dia, Mitsuha desperta em uma sala que não é dela e de repente se encontra vivendo a vida dos sonhos em Tóquio, mas no corpo de Taki! Em outros lugares, Taki encontra-se vivendo a vida de Mitsuha no campo humilde. Em busca de uma resposta a esse estranho fenômeno, eles começam a procurar um pelo outro. 

Kimi no Na wa.gira em torno das ações de Mitsuha e Taki, que começam a ter um impacto dramático sobre a vida do outro, tecendo-os em um tecido mantido unido pelo destino e circunstância.