远野贵树因为父母调职而转校来到东京的国小。一年后，篠原明里也转校来到同一班级。两人因体弱多病，不擅长运动，而喜欢独自待在图书馆。虽然年纪还小，可是两人还是互相吸引，对方在自己心中的存在渐渐变得无法取代。但是，两人亲密的世界因明里再度转校而悲哀地告终。之后，贵树一直努力地适应没有明里的世界。但在中学一年级的夏天，贵树收到明里写给他的信时，感情一下子再度涌现。他们开始通信，并再次得到能够互相传达心意的幸福。那年冬天，贵树要转校去一个遥远的地方。比现在分开得更远，可能再也不能见面。于是两人在信中约定：在放学后贵树乘电车到明里身处的栃木县岩舟车站，会合时间是晚上七时。1995年3月4日，从早上开始下着寒冷的雨，中午时雨又变成了雪。放学后，贵树按约定乘坐电车前往岩舟车站。因下雪的缘故电车发生了晚点与停运，导致贵树错过了约定的时间，但在到达岩舟车站候车室时发现明里依然在等着他。候车室内贵树吃过明里做的茶点，其后与明里一同前往其信中所提到的樱花树，并在树下交换了初吻。那天晚上，两人在田边的仓库休息了一晚。次日，贵树乘坐早上的第一班电车和明里告别了。(图册来源)

中学二年级的第一天，澄田花苗看到从东京转校过来的远野贵树时，就已经喜欢上他。无论上课时还是放学后，甚至带狗在海边散步时，花苗都会在视线的一角寻找他的身影。为了和贵树在同一所高中而拚命温习，虽然合格了但还是没有向他告白的勇气，一直都暗恋着贵树。1999年，高中三年级的夏天，不但受姐姐影响而在高中开始的滑浪陷入了低潮，而且也决定不了毕业后的出路。虽然花苗对贵树的思念愈来愈强烈，但只是为了装作偶然遇上而一起回家。在高中生活只剩下半年时，感到焦急的花苗做了一个决定：能够在滑浪时再次站起来，就向贵树表白。为此，花苗努力练习滑浪，成功地在滑浪时再次站起来。某日放学后，花苗打算向贵树告白，却发现贵树的心里并没有她，而忍住了告白，但依然喜欢着贵树。高中毕业后，贵树考取东京的大学。在其离开种子岛时，花苗前往机场目送贵树乘坐飞往东京的班机。(图册来源)

2007年的东京，远野贵树在从事系统工程师的工作，过着忙碌的日子。出来社会工作后，季节和季节、年和年之间的区分变得暧昧起来，不知不觉就过了数年。那年年尾，贵树和交往了3年的水野理纱分手了。2008年，贵树在春天来临前辞职了。他既觉得有无数的理由要他这样做，同时又觉得能令自己接受的理由其实一个也没有。不久空气慢慢变得暖和，樱花的季节也到访东京。在一个恬静的平日，中午过后，贵树披上薄外套，走在街上。经过铁道时，与迎面而来的女子擦肩而过的瞬间，猛然想起了多年未见的明里。在通过铁道缓缓转过身，两人目光交错，就在心与记忆即将沸腾的瞬间，却被疾驰而过的小田急线列车挡住了视线。而在电车通过时贵树就已在心中下了决定，待电车通过后发现女子早已离去时微微一笑转过身去。(图册来源)

2005年6月，在《云之彼端，约定的地方》的DVD推出后新海诚开始执笔写散文小说，写了10篇登场人物和主题不同的短篇故事。之后以散文小说为基础写剧本，再把剧本画出分镜。后来考虑到剧情、观众等因素后，决定从最初计画的10篇中精选3篇世界观有所联繫，并将它们融合成一部作品。结果这个所谓连续短篇的形式就作为最初构想的遗产，而被保留下来。

新海诚最初打算创作10个短篇故事，然后为每个短篇选一首主题曲，而且希望选用那些人尽皆知的成名曲。但是要把连续短篇整合为一个作品，必然只能选用一首主题曲。最后决定选用山崎将义的曲子。作为选用理由之一，这首成名曲已经发行了10年以上，而且发行的时代正好与第1话描写的贵树与明里的故事所处时代相吻合。而选用它的最大的理由便是这首曲子的主题与作品的主题相吻合，然后这也是新海诚自己十分喜欢的歌曲。

继《星之声》和《云之彼端，约定的地方》之后，这部电影也请来天门负责音乐部分。《樱花抄》分别使用了天门改编自《One more time, One more chance》的乐曲和他原创的音乐，之后的《太空人》中则只使用了天门的原创音乐，到了《秒速5厘米》则使用了山崎将义的《One more time, One more chance》。

选择近藤好美、花村怜美和尾上绫华，是採用徵集MD试音带的形式，从众多试音MD中挑选出来的。包括男女声优在内，所有的MD试音带新海诚都听过。而选择水桥研二与其他3位不同，1999年新海诚在看过水桥研二主演的电影《月吟》后，其声音留给新海诚的印象最深。所以在为贵树选择声优的时候，新海诚想起了水桥研二。水桥研二同时拥有的高音和低音，能够出色地表现出小学生与成年人音质的差异，使新海诚决定邀请水桥研二一个人来为贵树配音。

2005年9月作画监督西村贵世加入，把新海诚的家用作製作室，两人先开始製作影像。之后一位学生加入兼职助手，再过不久，美术的马岛亮子也加入了。就这样四个人一直製作至同年12月，到了2006年，开始渐渐增加製作人员，再花了一整年进行製作。再过了一个新年后，在2007年1月底，製作终于完成。最后阶段有十位製作人员进入新海诚的家工作（由于几乎所有人都会使用电脑，所以电力的确保就成了一个问题。在使用微波炉时要通知大家储存正在处理的档案，除非有访客来，否则禁止使用咖啡机等等）。未能完全容纳的製作人员就请他们在自己的家或是另外在附近租的一间公寓进行製作。

这部作品以日本现代社会作为舞台，像小田急线、新宿站等等，工作人 员花了1个多月的时间拍摄外景。

2005年9月1日，新海诚和作画导演西村贵世等数名製作人员，进行了埼京线、宇都宫线及两毛线的取景工作。共拍了4千张以上的照片。当天阳光普照、非常炎热，《樱花抄》里的雪景就是以这次拍摄回来的几千张炎夏风景为基础绘画出来的。在岩舟拍摄外景的过程中，于当地留宿了一晚。

2005年10月，为了《太空人》，新海诚与工作人员一起去了种子岛两周左右。新海诚另外于春天和冬天也曾到访该岛，合共停留了1个月，拍了5千张以上的照片。于取景中发现的事物——如当地的高中生多会骑学校指定的机车上学等，对《太空人》的故事结构有很大影响。

第三话的舞台设在东京，对于东京风景并无刻意作为外景而取材，而是到一些普通的街道上去，拍下那些想让贵树出现的地方照片，以此作为作品的背景。

新海诚用电影化的多角度叙事方式，取代了以往一成不变的单线索叙事，用旁人的眼光触及主角远野贵树的感情世界，从第一话到第三话的纵向时间轴将贵树从高中到工作后的变迁串联在一起，时代的变化带动人物性格和生活的变化，将少年时懵懂得让人侧目的爱情和最终一声叹息的不完美结局糅合在一起，显得真切自然，也传递出了新海诚关于影片“距离”的主题。(新快报作者：易哲)

从故事上说，其实并没有新意，但新海诚的优势是画面。“画得像照片”本是违背绘画规律的一件事，但在工业流水线中，快速地画出像照片一样的背景，配合音乐和镜头切换，倒也容易让人产生一种有距离的代入感——“像”照片而不“是”照片，反而产生另外一种梦幻感。(中国作家网 作者：李萌)

2007年2月16日正午到19日正午的三天期间，Yahoo! JAPAN加值会员・Yahoo! BB会员限定第1话《樱花抄》优先免费收看。2007年3月3日，《秒速5厘米》正式在日本东京涩谷CINEMA RISE上映。其后在日本全国单馆系影院陆续放映，并连续两周蝉连小型戏院票房排行第一名。2007年影片在日本剧场版动画票房排名10甲之外。电影于2007年8月31日在台北以独家方式在日新威秀影城放映至9月20日止，于9月22日起，在台湾以轮番接驳方式上映。

2007年7月19日CoMix Wave发行DVD版，共有通常版和限定版两种，在7月18日-7月24日Oricon统计的DVD销售排名中位列第7位和第3位。2008年4月18日CoMix Wave发行Blu-ray版和（HD）DVD版。

由UNBALANCE发行，于2012年面向ios先后推出电子画集，包括《秒速5厘米/故事画集I <樱花抄>篇》、《秒速5厘米/故事画集Ⅱ <太空人>篇》、《秒速5厘米/故事画集Ⅲ <秒速5厘米>篇》，共3篇。其中《秒速5厘米/故事画集I《樱花抄》篇》收录秒速5厘米《樱花抄》篇动画原画约60张、天门乐曲2首“昔日的回忆”“焦躁”。2013年面向Android推出电子画集，总计收录285张插画，其中《樱花抄》篇收录85张，《太空人》篇收录90张，《秒速5厘米》篇收录110张。

分镜集由Movic公司推出，共320页。除了分镜图之外，还收录一篇新海诚监督的访谈。

2009年8月22日中国中央电视台少儿频道播出动画《心灵之窗》后，网路论坛发帖指央视少儿频道热播的国产动画《心灵之窗》嫌疑抄袭新海诚的作品《秒速5厘米》。对此央视拒绝回应抄袭事件，动画出品方拒绝接受新闻採访。在9月3日出品方发布正式回应称“在《心灵之窗》总计近2500个镜头中约有占全部镜头百分之一左右的镜头因疏于管理、审查不严，与《秒速5厘米》的画面相似。”