Love Aaj Kal membawa kita masuk ke kisah cinta modern yang manis sekaligus kompleks, dibintangi Kartik Aaryan dalam peran ganda sebagai Veer Taneja dan Raghuvendra "Raghu" Singh/Raj, serta Sara Ali Khan sebagai Zoe Chauhan. Film ini memadukan kisah cinta masa kini dengan kilas balik romansa klasik, memperlihatkan bagaimana cinta, karier, dan pilihan hidup saling bertabrakan.

Cerita dimulai saat Veer dan Zoe bertemu di sebuah bar. Mereka memutuskan untuk menghabiskan malam bersama di rumah Veer, tapi Veer menghentikan Zoe, mengatakan bahwa waktunya belum tepat. Zoe pergi dengan perasaan marah, sementara Veer terus mengikuti Zoe sampai akhirnya ia meminta Veer untuk berhenti mengikutinya. Kilas balik memperlihatkan percakapan serupa antara Leena dan Raghu di Udaipur, menegaskan paralel antara cinta masa kini dan masa lalu.

Kembali ke masa sekarang, Veer mengantar Zoe ke kantor Mehta Group untuk wawancara dan hubungan mereka perlahan berkembang. Di sisi lain, Raj, seorang mantan mahasiswa kedokteran yang kini memiliki beberapa restoran di Delhi, termasuk kafe favorit Zoe, menceritakan kisah cintanya dengan Leena kepada Zoe. Raj mengungkapkan bagaimana ia dulu bersikap terhadap Leena seperti Veer terhadap Zoe dan bagaimana ia meninggalkan studinya untuk cinta. Namun kenyataan pahit muncul ketika Zoe menyaksikan Raj dengan seorang wanita lain, dan mengetahui bahwa ia telah meninggalkan Leena demi ambisi kota besar.

Zoe menghadapi dilema antara cinta dan karier. Ia berusaha mendekati Veer, tapi melihatnya dengan perempuan lain membuat hatinya hancur. Veer kemudian menegaskan bahwa ia tidak bisa berkompromi dalam hubungan dan memutuskan, sambil memberitahu Zoe tentang pekerjaan barunya di Himalaya yang akan dijalaninya selama dua tahun. Zoe mendapat lamaran dari keluarga Mehta, tapi menolak, menunjukkan bahwa pilihannya tetap pada cinta yang sejati.

Dalam momen refleksi, Raghu (sekarang Raj) memberi Zoe nasihat penting: jangan mengulangi kesalahannya dalam memilih cinta atau karier. Zoe akhirnya mengejar Veer ke Himalaya, menemukan Veer tidur di luar, dan mereka bersatu kembali. Zoe menegaskan bahwa ia tidak akan membagi cintanya untuk kompromi antara pekerjaan dan cinta, dan film ini ditutup dengan reuni romantis yang menegaskan bahwa cinta yang sejati tidak mengenal jarak atau waktu.