Ve snímku Zápisník jedné lásky předčítá starý muž ze svého vybledlého zápisníku pacientce (Gena Rowlands) v sanatoriu příběh o jediné ženě svého života. Ve filmu se přenášíme do minulosti a sledujeme životy dvou mladých lidí ze Severní Karolíny, kteří pocházejí z naprosto odlišného prostředí, Allie (Rachel McAdams) a Noaha (Ryan Gosling).

Ačkoliv Allie byla vychována v nádherném přepychovém jižanském domě a Noah vyrostl v chudém stavení, na jehož prahu džemovali hudebníci, nic mladé dvojici nezabrání v tom, aby spolu nestrávili jedno nádherné léto předtím než je odloučí nejprve rodiče, a poté druhá světová válka. Když se vojáci po válce vrátí domů, všechno je jinak.

Allie je zasnoubena s úspěšným podnikatelem a Noah žije sám se svými vzpomínkami ve 200 let starém domě, který nádherně restauruje. Když však Allie zahlédne v místních novinách článek o Noahově práci, ví, že ho musí vyhledat a rozhodnout se jednou provždy, zda-li poslechnout své srdce nebo rozum.