Annie adalah seseorang yang romantis. Walau ia telah bertunangan, ia menemukan bahwa masih ada ruang kosong dari relasinya dengan tuangannya.Â
Annie yang romantis dan percaya soal keajaiban cinta lalu menulis surat ke Sam untuk bertemu di Gedung 'Empire State Building' pada hari Valentine, seperti dalam film 'An Affair to Remember' yang ia baru tonton. Walaupun Annie tak mengirimkan suratnya, namun diam diam sahabatnya mengirim surat Annie tersebut.
Sementara ayahnya mulai pacaran dengan beberapa perempuan yang Jonah tidak suka, Jonah menerima dan membaca surat Annie. Jonah sangat terkesan dengan cara Annie menulis surat dan ia merengek mengajak ayahnya menemui Annie.
Sam tidak menggubris ajakan Jonah untuk bertemu Annie di Empire State Building, karena baginya Annie bukanlah orang yang ia kenal. Namun, dengan bantuan sahabat kecilnya, Jessica, Jonah membalas email Annie atas nama sang ayah, dan setuju bertemu di 'Empire State Building' di New York pada hari Valentine
Jonah berkali kali merayu ayahnya untuk bisa bertemu Annie di New York. Ayahnya tentu menolak. Ia menganggap ini suatu hal yang konyol. Sam menunjukkan kepada anaknya betapa jarak Seatlle dan New York itu jauh sekali, sekitar 3.000 miles.
Rupanya, Annie diam diam memantau Sam, dengan bantuan detektif. Suatu saat, Annie terbang ke Seattle dan sempat bisa melihat wajah Sam ketika Sam mengantar saudara perempuannya ke bandara. Mereka berpapasan, saling menyapa 'Hello', tapi hanya itu saja karena keduanya sama sama terpana.
Hampir saja, Annie tertubruk truk yang melewati di depannya. Ini membuat Annie merasa malu. Dia segera balik ke Baltimore, merasa apa yang ia lakukan tak ada gunanya, dan merayakan 'Valentine Day' dengan tunangannya, Walter.
Namun, apa yang terjadi, Jonah terbang ke 'the Empire State Building' di New York untuk mencari Annie pada hari Valentine itu. Sam yang mengetahui kepergian Jonah segera menyusul ke New York.
Pada saat yang sama, ketika Annie sedang makan malam dengan Walter dan matanya melihat ke arah the 'Empire State Building, ia melihat tayangan Valentine yang mengingatkannya pada janjinya untuk bertemu Sam di Empire State Building. Ia segera pamit dari Walter yang bingung namun memaklumi bahwa Annie memang tidak cinta sepenuhnya kepadanya.Â
Dalam waktu yang tersisa sedikit sebelum 'Empire State Building' ditutup untuk umum sekitar jam 12 malam, Annie tiba di dek observasi di puncak gedung, beberapa saat sesudah Sam dan Jonah ada di situ. Namun, Annie menemukan ransel Jonah berisi boneka beruang. Pada saat yang sama, Sam dan Jonah masuk ke kembali ke dek observasi untuk mengambil ransel Jonah yang tertinggal. Itu adalah pertemuan yang menyentuh dan romantis di antara ketiganya. Sam dan Annie saling berpandangan, dan Sam menyadari mereka pernah bertemu. Sementara, Annie tentu saja mengenal Sam karena ia sebetulnya memang memata matai Sam untuk beberapa saat.Â
Tak banyak kata terlontar, tetapi dalam 2 menit kamera menangkap pandangan Sam dan Annie yang saling memahami bahwa mereka suka satu sama lain, dan saling mencari. 'Chemistry' pada 2 menit inilah yang sangat menentukan keseluruhan emosi dari film.Â