Bộ phim kể về người dẫn chuyện – chỉ xưng là “tôi” – trong một lần đến bệnh viện đã phát hiện về cuốn nhật ký của người bạn cùng lớp Yamauchi Sakura và hay tin cô bị mắc bệnh tuyến tụy giai đoạn cuối. Với bối cảnh ở cả quá khứ và hiện tại, Kimi no Suizou wo Tabetai khắc họa về mối quan hệ giữa người dẫn chuyện với bạn học của anh sau khi nhận ra sự việc cũng như những hồi tưởng của anh và một trong những người bạn thân của Sakura nhiều năm sau khi cô qua đời.