“1 Litro de Lágrimas” conta sobre a vida de uma colegial chamada Aya, de 15 anos, filha de uma família simples e humilde que possui uma loja de tofu. Entretanto, a vida de Aya vai mudando lentamente. Sua mãe, Shioka, pede para que Aya vá ao médico para ser examinada, após perceber que sua filha tem levado tombos freqüentemente e apresentado mudanças ao andar. Ao sair o resultado, o médico informa que Aya tem degeneração espinocerebelar - uma doença terrível onde os neurônios das partes do cérebro, responsáveis pelos movimentos do corpo, deterioram-se gradualmente, até que a vítima não consegue mais andar, nem falar, nem escrever, ou comer. Uma doença cruel, porque não afeta a mente e nem a memória. A partir daí, começa uma luta desesperada de sua família e amigos à procura de uma chance de cura para a Aya, no qual o tempo é o seu maior inimigo.