Зимняя соната начинается с того, что успешный архитектор Ли Мин Хён приезжает в заснеженный горный курорт. Он планирует завершить сделку с местным отелем, но его машина застревает в сугробе. Мин Хён злится, он мерзнет и опаздывает на встречу. В этот момент появляется Чон Ю Джин, девушка, которая работает в маленьком кафе. Она предлагает ему помощь, но Мин Хён ведет себя холодно и высокомерно. Ю Джин не узнает его, хотя они были знакомы десять лет назад. Мин Хён же сразу понимает, кто перед ним. Он не говорит ей правду, но решает остаться в городке дольше, чем планировал. Каждый день он приходит в её кафе, заказывает кофе и наблюдает. Ю Джин чувствует себя неловко под его пристальным взглядом. Она не понимает, почему этот странный незнакомец так настойчиво ищет её общества. Мин Хён ведет себя резко, иногда грубо, но при этом он не уезжает. Он проверяет её, пытается понять, помнит ли она их прошлое. Ю Джин теряется в догадках. Она чувствует давление, но не может объяснить его причину.

Ситуация накаляется, когда выясняется, что Мин Хён и Ю Джин были не просто знакомы. Десять лет назад они были влюблены друг в друга. Мин Хён тогда попал в аварию и потерял память. Его увезли за границу, и он забыл всё, включая Ю Джин. Сейчас он вспомнил только её лицо, но не события. Он злится на неё за то, что она не искала его. Ю Джин же уверена, что он бросил её без объяснений. Мин Хён требует ответов, но Ю Джин не может дать их, потому что сама ничего не знает. Их встречи превращаются в череду обвинений и недомолвок. Мин Хён одновременно хочет быть рядом с ней и наказать её за своё одиночество. Ю Джин пытается держать дистанцию, но её тянет к нему. Они ссорятся в кафе, на улице, в холле отеля. Каждый разговор заканчивается тем, что один из них уходит, хлопнув дверью. Снег идёт не переставая, заметая следы. Мин Хён откладывает отъезд снова и снова. Он не может уехать, пока не поймёт, что произошло десять лет назад. Ю Джин не может его прогнать, потому что его присутствие разбивает её спокойную жизнь на куски.