Norditalien, 1983: Familie Perlman verbringt den Sommer in ihrer mondänen Villa des 17. Jahrhunderts. Der jugendliche Sohn Elio Perlman (Timothée Chalamet) verbringt seine Ferien mit Bücher lesen und klassische Musik hören. Ebenso lässt er keinen Flirt mit seiner Bekannten Marzia aus. Währenddessen beschäftigt sich sein Vater, ein ein emeritierter, hoch angesehener Professor der griechisch-römischen Kultur, mit antiken Statuen. Seine Mutter Annella (Amira Casar) wiederum beschäftigt sich mit Sprachen. Sie arbeitet als Übersetzerin. Elio hat ein gutes Verhältnis zu seinen Eltern. Sie achten auf seine Bildung und bringen ihm bei die Errungenschaften der Hochkultur zu ehren und bereiten ihm ein sorgenfreies Leben. Durch seine weltkluge Art, seine Begabung Dinge schnell zu verstehen und seinen geschulten Intellekt, gewinnt man schnell den Eindruck, dass Elio schon wie ein kleiner Erwachsener ist. Doch es gibt durchaus Gebiete, auf denen er keine Ahnung hat, z. B. Herzensangelegenheiten. Als der 24-jährige amerikanische Doktorand Oliver (Armie Hammer), als neuer Sommer-Praktikant von Elios Vater, auf der Villa eintrifft, weiß Elio nicht, wie ihm geschieht. In diesem Sommer lernen beide die Liebe und das Verlangen kennen, was beider Leben verändern wird. Doch das ist nicht der einzige Gast, der Elio verwirrt. Auch der auf römische Kulturgeschichte spezialisierte Archäologe wirbelt Elios Gefühle durcheinander und fest steht nur, dass egal wieviel Wissen seine Eltern ihm mitgegeben haben, der Junge noch so einiges über die Liebe lernen muss.