Quando Mabel Grace se auto-diagnosticou  depressiva, não imaginou que a vida, a partir daquele  ponto, seria tão difícil. Ela deveria estar estampando manchetes de jornal, ganhando prêmios Nobel da Física, arrasando em olimpíadas acadêmicas... definitivamente não deitada no chão seu porão escuro enquanto enfrenta dores oriundas de sua própria cabeça. Mas, sua condição não é uma escolha.
A chegada de seu antigo rival North St. John parece apenas mais um obstáculo: o garoto passara anos longe de casa, viajando mundo afora ao lado de sua mãe fotógrafa, e volta a ilha para celebrar o casamento de seu pai.
Para ele, é impossível considerar o fatídico encontrão com Mabel, em uma madrugada estrelada, uma mera coincidência. Afinal, o bater das asas de uma borboleta no Japão pode fazer com que dois adolescentes problemáticos apaixonem-se em uma pequena ilha na costa brasileira.
Em meio a aventuras de proporções rotineiras, North e  Mabel aprendem a lidar com seus medos e acabam  por compreender que nem tudo pode ser  descrito por fórmulas matemáticas.