Un couple élégant et sophistiqué passe des vacances romantiques dans une villa sur l'île de Pantelleria en Italie. Mais la visite impromptue d’un vieil ami accompagné d’une séduisante jeune fille va venir semer le trouble.

Elio, 17 ans, fils d’un professeur d’université, musicien, sensible et cultivé, attend comme chaque année “l’invité de l’été”, un étudiant en provenance de New York qui doit venir pour travailler sur sa thèse. Celui-ci s’appelle Oliver, et sa beauté et sa désinvolture ne manquent pas de faire tourner bien des têtes. Elio aussi est subjugué : ils parlent de films, de livres, font de longues promenades, vont nager. Entre eux vont naître sans crier gare des désirs nouveaux, qu’ils vivront à plein, de la souffrance à l’extase.