В один прекрасный день старшеклассник Харуки Сига находит чужой личный дневник, помеченный загадочной надписью «Дневник болезни». По прочитанному он вскоре понимает, что этот дневник принадлежит его однокласснице Сакуре Ямаути (山内 桜良). Пролистав страницы, он узнаёт, что девушка страдает смертельной болезнью — её поджелудочная железа перестала нормально работать. Чтобы поддержать её в таком тяжёлом испытании, Харуки принимает решение подружиться с Сакурой, хотя их характеры и мировоззрение резко различаются. Он хочет быть рядом и помогать ей переживать трудные моменты, разделяя вместе с ней не только горе, но и мелкие радости повседневной жизни. Со временем их связь становится глубже: дружба превращается в доверие, а каждый новый день заставляет обоих по-новому оценить ценность жизни, границы боли и заботы, а также силу взаимной поддержки. Так рождается история о хрупкости человека и силе взаимопомощи там, где её почти не замечаешь.
