Chemical Hearts, film diretto da Richard Tanne, racconta la storia di Henry Page (Austin Abrams), un adolescente di 17 anni che finora non si è mai innamorato. Nonostante non abbia mai provato questo sentimento, il ragazzo ha immaginato come potrebbe essere la sua prima storia d'amore, qualcosa di romantico e unico.
Il primo giorno del suo ultimo anno al liceo, Henry conosce Grace Town (Lili Reinhart), una nuova studentessa trasferitasi da poco nella sua scuola, e ne rimane affascinato. Quando i due giovani vengono scelti per occuparsi della redazione del giornalino scolastico, Henry ha modo di approfondire la conoscenza e trascorrere più tempo con lei. Grace si racconta e rivela al suo nuovo amico anche un grande segreto, che ha cambiato la sua vita per sempre, e in men che non si dica Henry si ritrova follemente innamorato di lei. Ma sa chi è veramente la ragazza che ama?