Harry und Sally, die beide 1977 ihren College-Abschluss an der University of Chicago gemacht haben, lernen sich auf einer gemeinsamen Autofahrt nach New York kennen. Die 22-stündige Reise stellt sich als wenig harmonisch heraus, da beide ständig unterschiedlicher Meinung sind. So ist Harry der Meinung, Männer und Frauen könnten niemals Freunde sein, weil ihnen immer der Sex dazwischen komme. Sally widerspricht dieser Auffassung. In New York angekommen (nahe dem Washington Square Arch), trennen sie sich auch sofort wieder.
Fünf Jahre später treffen sich die beiden zufällig am Flughafen und im Flugzeug. Sally ist zu diesem Zeitpunkt mit Joe zusammen und Harry ist mit Helen verlobt. Fünf weitere Jahre später treffen sich beide wieder in einem New Yorker Buchladen. Als sie ins Gespräch kommen, erfahren sie, dass sie beide frisch von ihren Partnern getrennt sind. Sie verabreden sich, führen lange Telefongespräche und werden zu Freunden. Der Versuch, sich gegenseitig zu verkuppeln, führt dazu, dass sich ihre Freunde Marie und Jess ineinander verlieben. Eines Abends ruft Sally weinend bei Harry an, weil sie gerade erfahren hat, dass ihr Ex-Freund Joe heiraten wird. Harry kommt sofort zu ihr, um sie zu trösten. Der Abend endet damit, dass sie Sex miteinander haben. Am nächsten Morgen flüchtet Harry mit einer Ausrede schnell aus der Wohnung. Die Freundschaft kühlt sich daraufhin ab und Sally ruft Harry einige Zeit nicht mehr zurück.
Auf eine Silvesterfeier geht Sally alleine, fühlt sich dabei aber nicht wohl und will noch vor Mitternacht gehen. Harry geht an diesem Abend alleine durch die Straßen und redet sich ein, dass es ihm allein auch gut gehe. Als er an jenem Ort ankommt, an dem die beiden sich nach der Autofahrt von Chicago das erste Mal getrennt haben, erinnert er sich an viele Erlebnisse mit Sally. Harry merkt, dass er Sally liebt. Sofort eilt er zur Silvesterfeier und findet Sally dort, als sie gerade gehen will. Er gesteht Sally seine Liebe und beide küssen sich. In dem letzten der die Filmhandlung immer wieder unterbrechenden Interviews mit Liebespaaren sieht man Harry und Sally, wie sie ihre Hochzeit beschreiben.
