Tamte dni, tamte noce to wspomnienia. To historia o pożądaniu, miłości, poszukiwaniu tożsamości, a wszystko to wychodzi na jaw w promieniach upalnego słońca w Rzymie.
Słoneczny Rzym. Czas wakacji. Nastoletni Elio stara się zapełniać każdą wolną chwilę - czyta, gra na pianinie, gra w tenisa, pływa, spędza czas z rodziną. Dla Elio to rutyna, nic nadzwyczajnego. Jednak do czasu. Jak co roku, do rodzinnego domu przybywają różni goście. Tacy, którzy zapadają w pamięć i tacy, którzy po wyjeździe urywają kontakt. Ale tym razem będzie inaczej. Tym razem świat Elio zadrży. Wszytko za sprawą Oliviera, który przyjeżdża do domu rodziców Elio na wakacje, by przez ten czas skupić się na pisaniu swojej pracy.