Love at First Sight menjadi kisah romansa manis yang berangkat dari pertemuan tak terduga di bandara, dengan Haley Lu Richardson sebagai Hadley Sullivan dan Ben Hardy sebagai Oliver Jones sebagai pusat ceritanya. Film ini mengikuti perjalanan Hadley, mahasiswi Amerika berusia 20 tahun yang ceroboh soal waktu dan baterai ponsel, serta Oliver, mahasiswa Yale asal Inggris berusia 22 tahun yang cerdas dan penuh misteri. Sejak menit awal, kita langsung diajak mengenal dua karakter utama yang terasa dekat dengan kehidupan anak muda masa kini.

Love at First Sight dibuka pada 20 Desember di Bandara JFK, New York. Hadley yang datang terlambat harus menerima kenyataan pahit ketika pesawatnya ke London lepas landas tanpa dirinya. Ia kemudian dijadwalkan ulang ke penerbangan berikutnya, sebuah kejadian sepele yang justru menjadi titik balik hidupnya. Di area pengisian daya ponsel, Hadley bertemu Oliver yang dengan santai meminjamkan chargernya. Percakapan ringan berubah jadi koneksi hangat, membuat keduanya memutuskan makan malam bersama di food court bandara.

Dalam obrolan itu, Hadley bercerita bahwa ia menuju London untuk menghadiri pernikahan kedua ayahnya, Andrew, hanya beberapa bulan setelah perceraian orang tuanya. Perasaan Hadley campur aduk antara kecewa dan bingung, meski ia tetap mencoba bersikap dewasa. Sementara itu, Oliver mengungkap bahwa ia sedang menempuh studi statistik inferensi di Yale dan mengerjakan proyek penelitian tertentu. Dengan membawa garment bag, Hadley mengira Oliver juga akan menghadiri pernikahan, dan Oliver membiarkan asumsi itu tanpa banyak penjelasan.

Setelah naik pesawat, mereka sempat berpisah, sampai sebuah kejadian kecil mempertemukan kembali keduanya. Sabuk pengaman kursi Oliver rusak, membuatnya dipindahkan ke kursi di sebelah Hadley. Selama penerbangan lintas Atlantik itu, obrolan mereka semakin dalam, penuh tawa, kejujuran, dan rasa nyaman yang tumbuh alami. Dalam ruang sempit pesawat, benih cinta perlahan muncul, seolah waktu berhenti hanya untuk mereka berdua.

Namun sesampainya di London, takdir kembali menguji. Oliver memasukkan nomor ponselnya ke ponsel Hadley agar mereka tetap terhubung, tetapi baterai ponsel Hadley mati sebelum nomor itu tersimpan. Tanpa cara untuk menghubunginya, Hadley harus melanjutkan perjalanannya sendiri menuju pernikahan sang ayah. Ia tiba tepat waktu dan bertemu Charlotte, calon istri ayahnya, yang ternyata hangat dan penuh perhatian, perlahan meluluhkan kekhawatiran Hadley.