在波士顿的秋季，城市被一层金色的落叶覆盖，萧然的街道上，凯瑟琳和艾伦的故事悄然展开。凯瑟琳，一位热爱文学的大学生，她的生活充满了对未知世界的好奇和对美好事物的追求。艾伦，则是一位志在成为音乐家的男孩，他的生命似乎被旋律和节奏所支配。
他们的相遇发生在大学的图书馆里，那是一个风雨交加的午后，图书馆成了许多学生避雨的场所。凯瑟琳坐在靠窗的位置，手中抓着一本关于文学理论的书籍，全神贯注地阅读。艾伦则因为图书馆里的宁静，选择在这里创作音乐。当他轻轻地弹奏起吉他，美妙的旋律在图书馆的空气中回荡，凯瑟琳的注意力被吸引了过去。
他们的第一次交流，始于对艺术的共同热爱。凯瑟琳走向艾伦，询问他创作的曲目，而艾伦则对凯瑟琳手中的书籍表现出浓厚的兴趣。他们开始分享彼此的梦想和对未来的规划，两颗年轻的心，因为相似的价值观和兴趣而紧密相连。
随着时间的推移，凯瑟琳和艾伦开始一起参加各种文化活动，从博物馆的展览到小型音乐会，他们的生活充满了色彩。在艾伦的鼓励下，凯瑟琳开始尝试写作，她的第一篇短篇小说便是以他们在图书馆相遇为背景。而艾伦则在凯瑟琳的陪伴下，完成了他的第一部音乐作品，这部作品后来在校园音乐会上获得了极大的成功。
然而，美好的时光总是短暂的。大学毕业后，凯瑟琳决定去纽约追求她的写作梦想，而艾伦则收到了一所欧洲音乐学院的录取通知书。面对即将到来的分别，他们在波士顿的最后一个秋天，一起漫步在落叶覆盖的街道上，尽享这最后的时光。
在分别的前夜，他们一同来到了第一次相遇的图书馆，艾伦拿出吉他，弹奏起了他们的主题曲，那首曲子记录了他们的点点滴滴，每一个音符都充满了情感。凯瑟琳则拿出她即将出版的小说，这本小说的灵感来自于她与艾伦的故事，她把第一本书献给了艾伦，作为永恒的纪念。