Thomas abre los ojos y se da cuenta que está en un ascensor. Lo extraño es que no recuerda nada, ni dónde está, ni quién es. Lo único que aún permanece intacto en su memoria es su nombre, y ya es mucho. Antes de que le dé tiempo a cuestionarse algo sobre sí mismo las puertas se abrirán y aparecerá ante él un extraño mundo. Todo lo que ve son chicos de su edad que tienen su mismo estado de amnesia. Una aventura fantástica que pronto destapará la dura realidad bajo ese velo de incertidumbre: todos ellos están atrapados en un laberinto. Si quieren tener alguna posibilidad de salir de allí y recuperar su antigua vida y aquello que no son capaces de recordar deberán unir fuerzas para escapar. Un mundo post-apocalíptico que les acorralará e irá un paso por delante será el desafío que tengan que pasar estos jóvenes por la libertad.

Elio Perlman (Timothée Chalamet), un joven de 17 años, pasa el cálido y soleado verano de 1983 en la casa de campo de sus padres en el norte de Italia. Se pasa el tiempo holgazaneando, escuchando música, leyendo libros y nadando hasta que un día el nuevo ayudante americano de su padre llega a la gran villa. Oliver (Armie Hammer) es encantador y, como Elio, tiene raíces judías; también es joven, seguro de sí mismo y atractivo. Al principio Elio se muestra algo frío y distante hacia el joven, pero pronto ambos empiezan a salir juntos de excursión y, conforme el verano avanza, la atracción mutua de la pareja se hace más intensa.