Filmen är en berättelse om förlorade möjligheter, om att bli vuxen och om kärlekens magiska kraft. Filmen bygger på Nicholas Sparks bästsäljare.

Dagboken – Jag sökte dig och fann mitt hjärta är berättelsen om de unga älskande Noah Calhoun och Allie Hamilton (Ryan Gosling & Rachel McAdams). Tillsammans får de uppleva en passionerad sommar innan de skiljs åt på grund av klasskillnad och Andra världskriget. Efter år på skilda håll återförenas de oväntat. Historien om parets starka kärlek och om de hinder som står i vägen för den berättas decennier senare för en kvinna på ett sjukhem, en kvinna som tas om hand av en man som regelbundet kommer på besök och under dessa visiter läser högt för kvinnan ur en mystisk dagbok.