Tahun 2006, Kate Forster, seorang dokter, meninggalkan rumah danau yang ia sewa di pinggiran Chicago untuk mulai bekerja di rumah sakit pusat kota. Sebelum pergi, Kate meninggalkan sepucuk surat di kotak pos.

Isinya sederhana, ia meminta penyewa berikutnya meneruskan surat- suratnya, serta menjelaskan bahwa jejak kaki anjing yang dicat di jalan depan rumah dan sebuah kotak di loteng sudah ada sejak ia pindah.

Dua tahun sebelumnya, seorang arsitek bernama Alex Wyler pindah ke rumah danau yang sama. Ia menemukan surat Kate dan langsung bingung, karena tak ada jejak kaki anjing sama sekali. Saat merenovasi rumah, Alex berteman dengan seekor anjing liar.

Suatu hari, anjing itu tak sengaja berlari melewati cat basah, meninggalkan jejak kaki persis seperti yang disebut Kate. Alex pun membalas surat Kate lewat kotak pos, heran bagaimana Kate bisa tahu soal jejak kaki itu. Ia juga menyadari satu hal aneh, tanggal di surat Kate tertulis tahun 2006.

Di Hari Valentine 2006, saat makan siang di Daley Plaza, Kate menyaksikan seorang pria tertabrak mobil. Ia berusaha menolong, tapi gagal menyelamatkannya. Dengan perasaan terpukul, Kate kembali ke rumah danau dan menemukan balasan surat dari Alex.

Sejak saat itu, mereka rutin berkirim surat lewat kotak pos dengan menaikkan bendera merah setiap kali meninggalkan pesan. Lama-kelamaan, mereka menyadari fakta mustahil, mereka hidup terpaut dua tahun, tapi bisa saling berkomunikasi hampir secara instan lewat kotak pos tersebut.

Kate kemudian meminta Alex mencarikan buku Persuasion karya Jane Austen yang pernah ia tinggalkan di stasiun kereta, dan Alex berhasil menemukannya. Sebagai balasan, Alex 'mengajak' Kate tur arsitektur favoritnya di Chicago lewat surat.

Suatu hari, takdir mempertemukan mereka secara nyata di pesta ulang tahun Kate yang diadakan oleh pacarnya saat itu, Morgan, seorang pengacara. Meski sempat berciuman, Alex memilih tidak mengungkap rahasia surat-surat tersebut.

Di sisi lain, ayah Alex yang narsis namun terkenal, Simon Wyler, arsitek ternama, jatuh sakit dan meninggal dunia. Kate menemukan sebuah buku foto karya Simon yang bahkan belum diterbitkan di masa Alex. Di dalamnya ada foto Simon dan Alex kecil di rumah danau.

Tak ingin Alex menunggu bertahun-tahun untuk melihatnya, Kate meninggalkan buku itu di kotak pos sebagai bentuk penghiburan. Tindakan itu membuat Kate dan Alex yakin bahwa mereka harus berusaha bertemu, apa pun risikonya.