千年ぶりとなる彗星の来訪を一か月後に控えた日本。山深い田舎町に小学生の妹と祖母の3人で暮らす女子高校生・宮水三葉(声：上白石萌音)は、憂鬱な毎日を過ごしていた。町長である父の選挙運動や家系の神社の古き風習などに嫌気が差し、友人たちと小さく狭い町を嘆き、東京の華やかな生活に憧れを抱いていた。周囲の目が余計に気になる年頃だけに、都会への憧れは日々強くなっていく。そんなある日、三葉は自分が男の子になる夢を見る。見慣れない部屋、見知らぬ友人、目の前に広がるのは東京の街並み。三葉は、戸惑いながらも念願だった都会での生活を思いっきり満喫するのだった……。一方、東京で暮らす男子高校生、立花瀧(声：神木隆之介)は、日々、友人たちと楽しく過ごしイタリアンレストランでバイト中。同僚の奥寺先輩へひそかに好意を寄せている。ある夜、瀧は奇妙な夢を見る。行ったこともない山奥の町で自分が女子高校生になっているのだ。繰り返される不思議な夢。そして、明らかに抜け落ちている記憶と時間……。出会うはずのない瀧と三葉は、やがてお互いの存在を知る。入れ替わってしまった身体と生活に戸惑いながらも、その現実を少しずつ受け止める二人。運命の歯車がいま動き出す……。