Bien qu’en phase terminale d’un cancer, la jeune et jolie Annabel Cotton (Mia Wasikowska) est animée d’un amour profond de la vie et de la nature. De son côté, Enoch Brae (Henry Hopper) a cessé d’avoir envie de faire partie du monde depuis que ses parents sont tragiquement morts dans un accident. Lorsque ces deux êtres à part se rencontrent à un enterrement, ils se découvrent d’étonnants points communs. Pour Enoch, dont le meilleur ami se trouve être le fantôme d’un pilote de guerre kamikaze, et Annabel, qui voue une fascination à Charles Darwin et à la vie de toute créature, c’est le début d’une relation exceptionnelle. En apprenant la mort imminente d’Annabel, Enoch propose de l’aider à vivre ses derniers jours avec intensité, au point de défier le destin, les traditions et la mort elle-même.
Alors que grandit leur amour unique, les réalités du monde les rattrapent. Audacieux, enfantins et rares, Enoch et Annabel affrontent courageusement le destin. Luttant contre la douleur, la colère et le sentiment de perte avec toute la fougue de la jeunesse, ces deux jeunes gens réussissent à renverser les choses et à jouer selon leurs propres règles. Leur voyage se heurte pourtant à la marche inexorable du temps : de plus en plus insistante, la mort vient réclamer Annabel...