Justine Neige er enogtyve år gammel og har boet hos sine bedsteforældre sammen med sin fætter Jules, lige siden de var små og deres forældre alle omkom i en bilulykke. De bor i Milly, en lille affolket by, som Jules drømmer om at forlade, lige så snart han er færdig med gymnasiet. Justine er dog glad for sit arbejde som sygehjælper på det lokale plejehjem, Hortensiahaven. Her elsker hun at tilbringe tid med de ældre og lytte til deres historier. Især den næsten hundrede år gamle Hélène Hel knytter hun sig til, og hun beslutter sig for at nedskrive hendes livshistorie i en blå notesbog. Hélène tilbringer meget af sin tid i en dagdrøm på en strand langt væk og i en fjern tid, og mens Justine nedskriver den gamle kvindes minder om livet i Milly, særligt i årene omkring 2. verdenskrig, får hun modet til også at grave i sin egen fortid efter svar. Glemt på en søndag er en både humoristisk og melankolsk fortælling om, hvordan fortiden påvirker nutiden, og hvordan uforløst kærlighed kan give dybe ar på sjælen.