Nelson Moss möter Sara Deever, en kvinna som är helt annorlunda än alla andra han mött tidigare. Hans okunskap leder till att hon misslyckas med sitt körprov. Hon förför honom och ber honom ständigt att tillbringa en månad med henne med löftet att hon kommer att förändra hans liv till det bättre. Den första natten i november, efter att Nelson fått sparken och dumpats samma dag, ligger hon med honom, och nästa dag anländer Chaz, en nära vän till Sara, och hänvisar till Nelson som Saras ”November”.
Under hela november upplever de två lyckliga stunder tillsammans och blir förälskade. Nelson undersöker sitt liv och sitt förflutna och blir vän med ett faderlöst barn vid namn Abner. Så småningom inser han att han är kär i Sara och ber henne gifta sig med honom. Det avslöjas att Sara har obotlig cancer, non-Hodgkin lymfom. Eftersom hon inte orkar låta Nelson uppleva hennes död ber hon honom att lämna henne. Sara berättar för Chaz att Nelson friade till henne. Chaz säger att det inte var första gången en man friade och antyder att Sara har haft många ”månader” tidigare. Sara bekräftar detta men hävdar att det var första gången hon hade velat säga ja. Hon bestämmer sig för att inte fortsätta relationen för att skydda Nelson från att bli sårad. Nelson följer henne, men iscensätter sedan en överraskande återkomst under Thanksgiving-helgen och ger henne gåvor som påminner henne om deras lyckliga tid.
De stannar tillsammans en dag till; han sätter upp november-kalendrar över hela hennes lägenhetsväggar och säger att det alltid kan vara november för dem. De älskar, men nästa morgon upptäcker Nelson att Sara är påklädd. Hon ber honom att gå och han ser att hon har tagit ner kalendrarna. Sara springer ut ur lägenheten med Nelson som jagar henne på gatan tills hon slutligen stannar längs en gångbro till parkens entré.
Det är här i en dramatisk scen som Sara ber Nelson att låta henne gå så att han alltid kommer att ha lyckliga minnen av henne och förklarar att det är så hon behöver bli ihågkommen. Hon kommer att återvända hem till sin familj (som hon hade undvikit) och möta sina sista dagar.
Sara sätter sedan ögonbindel på Nelson, leder honom in i parken och ger honom en sista kyss. Nelson tar av sig ögonbindeln och ser att han är ensam i parken där han och Sara gick på en av sina första dejter. Hans ögon fylls av tårar och filmen tar slut.