Justine Neige er 21 år gammel og har boet hos sine bedsteforældre sammen med sin fætter Jules, siden de begge var små. Deres forældre omkom i en tragisk bilulykke, og de har siden levet sammen i Milly, en lille, næsten forladt by. Jules drømmer om at forlade Milly, så snart han er færdig med gymnasiet, mens Justine er tilfreds med sit arbejde som sygehjælper på det lokale plejehjem, Hortensiahaven. Her nyder hun at tilbringe tid med de ældre beboere og lytte til deres historier. Hun knytter sig særligt til den næsten hundrede år gamle Hélène Hel, hvis livshistorie Justine beslutter sig for at skrive ned i en blå notesbog.
Hélène tilbringer meget af sin tid i en dagdrøm, hvor hun befinder sig på en strand langt væk og i en svunden tid. Mens Justine skriver Hélènes minder fra livet i Milly, især fra årene omkring 2. verdenskrig, begynder hun også at finde mod til at udforske sin egen fortid i håb om at finde svar.
"Glemt på en søndag" er en både humoristisk og melankolsk fortælling, der udforsker, hvordan fortiden former nutiden, og hvordan uforløst kærlighed kan efterlade dybe ar i sjælen.