Der alternde US-amerikanische Filmstar Bob Harris reist für eine Woche nach Tokio, um dort seine schwindende Popularität für eine Whisky-Werbung zur Verfügung zu stellen. Im selben Hotel wohnt die Amerikanerin Charlotte, die junge Ehefrau eines flippigen Boulevard-Fotografen. Dieser wurde vom Verlag der Illustrierten, bei welcher er arbeitet, für eine mehrtägige Auftragsarbeit nach Japan geschickt. Charlotte hat erst kürzlich ihr Philosophiestudium absolviert. Während ihr Mann tagsüber seiner Arbeit nachgehen muss und ihm sein hektischer Job kaum Zeit für seine Frau lässt, bleibt Charlotte allein im Hotel zurück.

In einer nahen Zukunft lebt Theodore Twombly, ein eher introvertierter und schüchterner Mann. Beruflich nutzt er seine Empathie, indem er in Auftragsarbeit Briefe für Menschen schreibt, denen es schwerfällt, ihre Gefühle dem Gegenüber verständlich zu machen. Dadurch offenbart er seinen Auftraggebern deren eigene Gefühle, die sie selbst nicht wahrzunehmen in der Lage sind. In privater Hinsicht geht es Theodore nicht gut, und seine Gefühlswelt bereitet ihm große Probleme. Die Trennung und bevorstehende Scheidung von seiner Jugendliebe Catherine belasten ihn. Zur Ablenkung besorgt er sich ein neues und intensiv beworbenes Betriebssystem, das sich mit weiblicher Identität und angenehmer Stimme auf seinem Rechner installiert. Über Headset und Videokamera kommuniziert er bald mit Samantha, wie sich das System selber benennt.

In einer von anthropomorphen Tieren bevölkerten Welt muss der Koala Buster Moon hart um das Überleben seines Theaters kämpfen. Um eine Schließung zu verhindern, versucht er, mit der Veranstaltung eines Gesangswettbewerbs Geld zu verdienen. Der Sieger soll 1.000 Dollar erhalten, doch Busters Assistentin Matilda Crawly schreibt aufgrund eines Missgeschicks ein Preisgeld von 100.000 Dollar auf die Flugblätter, die durch einen Windstoß über die ganze Stadt verteilt werden.