Margo et Quentin sont amis depuis l'enfance. Ils évoluent à leur rythme, et s'éloignent peu a peu, enfin surtout Margo qui prend des chemins différents. Le film commence réellement durant leur dernière année de lycée, l'année après laquelle les destins se sépareront en fonction des études suivies par chacun. Un soir, Margo débarque dans la chambre de Quentin, comme quand ils étaient enfants. Un projet de vengeance sur son ex copain, qu'elle souhaite faire avec son ami d'enfance. Il hésite, le fera t il. Sortira t il de sa zone de confort, car c'est cela qui est abordé aussi dans le film. La nuit se passe, les actes de vengeance fait, et d'un coup Margo disparait et ne revient plus au lycée. Des petits indices sont laissés un peu partout, comme quand elle était enfant. Margo est une fugueuse, c'est la 5ème fois qu'elle fugue, elle ne veut pas de contraintes, elle veut vivre dans des endroits qui n'existent pas sur les cartes, les paper town ou ville de papier. Quentin se pose la question de savoir s'il doit aller la chercher ou pas.