故事以描写贵树与明里再会的片段《樱花抄》，以旁人的视点描绘贵树的《宇航员》，以及表现两人精神上彷徨的标题短篇《秒速5厘米》三个部分组成（电影副标题为“a chain of short stories about their distance”意为：有关他们之间的距离的连续短篇故事。这是新海诚第三度讨谈“距离”问题了）。
在新海诚个人网站上公开的访谈中，当事人如是说：《秒速5厘米》是把一个少年做为轴线来描绘的独立的三部连续短篇动画。时代从1990年代后半到现代的日本，故事发生的地点随着少年的人生的旅程而沿着东京和其它几个地方变迁。作品中没有时下大多数动画中都出现的时髦的SF元素，也鲜有跌宕起伏的情节（言下之意新海诚将抛弃《星之声》中的SF元素，以及《云彼》中扣人心弦的叙事风格）。我们只是尽量坚持实地取景，真实的表现生活。尽管缺少了波澜和戏剧性场面，但作品中同样装满了世间的各种滋味以及生活的美丽。用胶片记录下这些实实在在的场景，使影片看起来就像日常生活般贴近现实。