故事的開頭非常美麗：青年與少女在火車上邂逅，兩人共遊一天維也納，臨別時依依不捨，約定六個月後再見面……
然後，就過了九年。
九年後的傑西已經成為了一名小有名氣的作家，他將當年自己與席琳的經歷寫進了小說中，獲得了讀者的喜愛。這天，他正在讀者見面會上侃侃而談，卻在不經意間看見了正在注視著自己的席琳。原來，席琳得知傑西會來巴黎舉辦見面會的消息後，專程過來看他。
九年未見，兩個人自然有千言萬語要傾訴。然而這一次他們的時間依然不多甚至更少——傑西回美國的航班還有幾個小時就要登機了。
傑西和席琳決定去咖啡館坐坐。路上，席琳談及了九年前二人“六個月後維也納再見”的約定。席琳說，自己當時已經安排好要去了，只是自己的祖母突然去世，所以她沒能赴約。而傑西如約來到維也納，沒看見席琳，只能失望而返。
來到咖啡館，傑西和席琳慢慢打開了話匣子。從彼此的容貌變化談到了生活見聞、理想、政治……他們從咖啡館聊到公園，當年一見如故的感覺，正在被慢慢找回來。
終於，兩個人說到了各自的感情生活。
傑西已經結婚，現在已經是一個孩子的父親，而席琳也有了男朋友，只不過男朋友是一名戰地記者，平時聚少離多。
他們登上游船，席琳說起自己的感情觀。傑西終於不再壓抑自己的感情，向席琳傾訴他這幾年的感受。
席琳有些傷感地說：“我當時就住在百老匯和十一街的交匯處。”
在車上，席琳也爆發了自己的情緒。她覺得自己所有的激情都在那一夜被耗光了，現在的自己已經不相信愛情，寧願獨處也不願意體驗坐在愛人身邊卻依然寂寞的滋味。
傑西不知道怎樣安慰她，於是說起了自己的婚姻生活。如今的他與妻子貌合神離，兩個人找不到共同語言，只有兒子是他唯一的慰藉。他也經常思念著席琳，甚至屢次夢見她。
傑西將席琳送到家裡，要求席琳為自己唱一首歌。席琳抱著吉他唱了一曲華爾茲。
一曲終了，傑西問席琳：“你是不是每次不管誰來，就在歌詞裡換個名字？”
席琳說：“當然了，你以為呢？我是寫給你的？你瘋了嗎？”
傑西又放起了尼娜·西蒙的歌曲，席琳用尼娜•西蒙的語氣對傑西說：“寶貝，你會錯過你的班機的。”
傑西坐在沙發上，看著席琳說：“我知道。”
《愛在日落黃昏時》拍攝於2004年，距離第一部的《愛在黎明破曉前》已經過去了9年。而電影中的男女主也分開9年，所以觀眾體驗到的，是非常強烈的真實感與歲月感。男女主有了皺紋，不再是當年青春靈動的樣子，但也增添了成熟的韻味。
影片的最後，傑西選擇了錯過班機。因為經過與席琳幾個小時的相處之後，他越發清晰地明白自己與席琳這麼多年來從未忘記過彼此，雖然
他們總是用玩笑話來掩蓋真心，但一個擁抱就能將對方融化。
9年來，兩個人有好幾次都可能相遇，卻又都迷迷糊糊擦肩而過。這一次是他們最後的機會，如果再錯過不知道還要等多久才能見面，兩個人也不知道還要再渾渾噩噩多久。日落黃昏雖然不如黎明破曉，但也它獨特的美，一定要及時抓住。
