Igarashi, một nhiếp ảnh gia tài năng, luôn giữ bí mật tình cảm đặc biệt của mình dành cho Shida - người mẫu lạnh lùng và khó gần. Mỗi lần họ gặp nhau, anh chỉ mong được ôm lấy cô một lần, thậm chí không cần lời nói yêu thương. Nhưng cuộc đời không bao giờ diễn ra như ý muốn. Một ngày, khi Igarashi đang đi săn ảnh ở công viên, anh tình cờ bắt gặp Shida đang khóc ngỏ trước một tấm bưu kiện cũ kỹ. Thử nghiệm lòng dũng cảm, Igarashi tiếp cận và mở ra tấm bưu kiện, từ đó mạch truyện bắt đầu thay đổi.
Trong tấm bưu kiện, Shida giữ trọn những bức ảnh cũ kĩ của hai người, từ thời đôi bạn học cùng lớp đến những khoảnh khắc ngọt ngào hơn sau này. Điều bất ngờ là, cô đã giữ những lời tỏ tình mà Igarashi từng gửi cho cô trong quá khứ. Bị sốc trước sự thật đắng lòng, Igarashi thốt lên một câu:"Em đã biết sao?" Đồng thời, cô ấy cũng không giấu giếm nữa, mở ra con đường ngọt ngào mà cả hai từng mơ ước.
Cuối cùng, khoảnh khắc hai trái tim hòa quyện vào nhau như một bức tranh hoàn chỉnh đã đến. Truyện "Trái tim mùa thu" không chỉ là câu chuyện tình yêu ngọt ngào mà còn là hành trình phát triển của hai con người tìm thấy nhau giữa những khó khăn và cảm xúc rối bời.