《恋空》是真实故事改编的，这部电影改编自日本小说《恋空—哀伤恋物语》，而这部原创作品正是根据作者美嘉的亲身经历写成。虽然作者美嘉一直都没有公开露面，但是她和男友之间的爱情故事感动了无数人。
高一的美嘉在学校中偶然间和与自己同一年级的弘树相识，两个人坠入爱河，成为了一对甜蜜幸福的小情侣，但是弘树的前女友得知弘树有了新的女朋友后非常嫉妒，所以找人强暴了美嘉。美嘉因此有了巨大的心理阴影，而弘树知道后非常心疼美嘉，他一直陪伴在美嘉身边，帮助美嘉走出心里的阴影，但是随后美嘉怀上了弘树的孩子，两个人原本已经决定要生下这个孩子并且将其抚养长大，但是弘树的前女友再次作妖，将美嘉推下楼梯导致她流产。
美嘉十分痛苦，不过她和弘树的感情却在经过这么多磨难后越来越深厚了，原本美嘉觉得他们两个人可以走到最后，但是在新学期开始的时候，弘树却突然向美嘉提出了分手，美嘉十分伤心，之后在朋友的鼓励下，她渐渐振作了起来，还拥有了新的恋情。但是在美嘉的生活逐渐回到正轨的时候，美嘉才知道，原来弘树和自己分手，是因为他得了绝症。