Dans les années 1980, deux femmes que tout oppose se rencontrent dans une ville côtière et nouent un lien puissant défiant les lois de l'espace et du temps.
Yorkie arrive à San Junipero en 1987, une ville de bord de mer. La jeune femme timide se lie avec Kelly, jeune femme fêtarde et extravertie, nouant avec elle un lien puissant, qui semble défier les lois de l'espace et du temps. San Junipero est en fait un système de réalité virtuelle pour personnes âgées en fin de vie, qui peuvent choisir d'y télécharger leur esprit une fois décédées....