Noda Megumi (dite Nodame) est une étudiante en piano de la prestigieuse école de musique Momogaoka. Plutôt négligée, désordonnée et extravagante, elle est autodidacte dans sa pratique pianistique. Sa mémoire auditive exceptionnelle lui permet de retranscrire sur le clavier des œuvres musicales qu’elle n’a entendu qu’une seule fois. Elle ignore les partitions, ce qui mène à des interprétations peu fidèles, compensées cependant par une technique et un toucher excellents.

Un soir, elle trouve son voisin de palier endormi et ivre devant sa porte. Elle décide de l’héberger. Il s’agit de Shin’ichi Chiaki, pianiste et violoniste talentueux, perfectionniste et un brin hautain. À son réveil, le garçon s’enfuit effrayé et surpris. Ils se retrouvent dans la même leçon particulière de piano, et exécutent un duo brillant. Nodame tombe amoureuse de Shin’ichi, sans réciprocité, ce dont elle se contente…