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在北京某金融公司工作的路非，不顾家人的反对辞掉工作，并与未婚妻分手，回到了家乡小城。他回来是为了找回7年前的初恋女友辛辰。辛辰如今在小城做着自由职业者，刚与男友分手，一个人的生活十分平静。面对突然出现的路非，辛辰反应冷淡。她告诉路非自己早已放下他，也希望他可以寻找新的幸福。路非没有离开，而是定居下来，并努力介入辛辰的生活。可辛辰不但没有被打动，反而再一次不告而别。辛辰一次次逃跑，终于路非没有再出现，辛辰以为自己会松一口气，却发现自己开始想念路非。原来她一直都爱着路非，但是内心深处隐藏的秘密让她不敢再对路非付出感情，而路非的坚持与执着早已打动了她，让她重燃起爱的勇气。她终于准备出发去寻找路非，却发现他就在不远处，一直守护着她。
意大利米兰，路非导演的电影接近杀青，他坚持回国拍摄自己的新电影。路非回国后到海边没有等到十年之约的辛辰，伤心之余潜入海底寻找当年的许愿瓶，发现被取走了其中一只。路非激动的告诉辛迪，他知道辛辰在微雨岛。在香港出差的辛笛和戴维凡情之所至，辛笛说自己还是第一次，戴维临阵逃跑。辛辰知道路非在找他，拉着小叔辛开宇躲起来假装家里没人。路非站在门外反复呼叫辛辰，被警察误当做小偷关进了派出所。路非筹备新影片，让助理刘浩然寻找合适的芭蕾舞指导的人选。
辛辰在一家少儿芭蕾舞培训教室工作，事业有成的林乐清一直陪伴辛辰身边。路非在舞蹈学校，从窗户看到林乐清和辛辰、辛笛谈笑风生，误会辛辰已经找到自己的幸福，之后在辛笛的工作室得知辛辰依然单身。林乐清希望路非和辛辰做个了结，分别邀请他们参加学校的活动，但他们在校园里依然没有见到面。乐清授意刘浩然，想办法让路非见到辛辰。辛辰在剧组无意发现电影的导演竟然是路非，认为路非故意把她骗来，愤怒的离开，这一切被路非听见。
辛辰走后，路非很失落去看望辛开宇，辛开宇以冲浪为比喻，暗示路非要有策略，要让辛辰主动。路非修改了新的电影剧本，辛辰看到新剧本发现路非把自己的原型写成了倒追路非的花痴，她冲到路非办公室，告诉他，他们已经结束了。辛迪劝辛辰说，这就是小男生追求她的办法，辛辰看到路非的电视台采访，和路非约法三章之后接受了舞蹈指导的工作。戴维凡和辛笛在饭店，遇到大学女朋友，被泼了一身的水。林乐清指责刘浩然为什么辛辰进了剧组，刘浩然说都是导演的意思。
林乐清也追到剧组做一名助理，辛辰知道乐清是为了自己。辛辰想阻止路非去微雨岛拍摄素材，拉着高妹跑去把最后两张船票买了。结果辛辰在船上偶遇了路非，原来路非从网上已经提前买好了船票。路非在微雨岛，以讲述自己电影故事的方式向辛辰解释，辛辰指责路非一个人去了美国，路非无从辩驳。高妹食物中毒晕倒，幸好路非有急救知识，大家急忙将她送去了医院。父母发现辛辰辛迪最近有状况，于是以辛开宇生日机会要辛笛、辛辰带朋友一起见面。
辛笛邀请戴维凡一起参加聚餐，辛辰却不想路非参加。辛辰得知路非独自去拍摄“孤独的舞者”，于是赶到海边废楼，被保安发现，路非拉起辛辰逃走。辛辰心潮澎湃，终于同意了路非参加生日会。经纪人纪若栎替路非约到了好莱坞著名的制片人，希望他能回美国开会。聚餐中，路非不断接到催促的电话。辛辰想到路非的不辞而别，以为这次又会抛下自己离开。路非在去往机场的路上回忆起过往于是又折返回来，可是辛辰没有原谅他。路非失望的要离开。辛开宇挽留不住，突然晕倒在地。
辛开宇嬉笑着和大家说自己为了缓解路非和辛辰的尴尬装晕的，他们才放心。辛开宇自己偷偷做核磁共振检查，确诊了阿兹海默症，开始忘记一些事情。林乐清被董事会质疑，原来投资路非电影的人正是林乐清，林乐清力挺路非，提议安排董事们和路非见面，然后把当年路非拍摄的辛辰跳舞的素材送给了路非。辛辰决定辞职出去旅行，辛开宇不想连累亲人，打算约哥哥辛开明和路非到岛上来吃饭，然后再偷偷离开。辛笛父亲对戴维凡印象不错，也约了戴维凡一起。
当晚路非觉得辛开宇表现有些反常，第二天一早不放心赶到老屋门口发现大门被锁，于是去车站告诉了正要旅行的辛辰，辛辰误会路非是找借口挽留自己，路非无奈离开。辛辰打不通辛开宇电话，急忙通知辛笛一起寻找。路非找到辛开宇后一直跟随苦劝，忘记了要见董事的事情，董事们责备林乐清，要求撤资。因为辛开宇不许路非和别人联系，辛辰、辛笛和戴维凡一直找不到他们，最后林乐清入侵了路非的手机，大家根据定位找到海边，却只看到辛开宇的摩托车辙印一路开到了海里。
搜救队没有找到路非和辛开宇，辛笛和戴维凡也只能先回家等消息，林乐清接到剧组电话，董事们闹到剧组要求撤资，林乐清让助手应对，自己依然陪在辛辰身边。辛辰想起当初路非答应自己不去美国最后却不辞而别，在海边痛哭，意外接到路非电话，知道他们没事终于放心。原来辛开宇得了爱兹海默症准备自杀，路非拼命阻拦，胳膊摔伤进了医院，路非辛开宇睡着时给辛辰电话报了平安。辛辰和辛开宇找到医院时，他们已经离开了。辛开宇和路非找到一间破旧的修理厂修理摩托。
辛开宇发现摩托车其实是路非偷偷做了手脚，勃然大怒独自离开。刘浩然通知林乐清，董事们要带财务到剧组封账，林乐清让刘浩然自己顶住。找到路非后，林乐清吃醋赌气，独自去找辛开宇，辛开宇打晕林乐清之后又自己走开了。路非和辛辰骑着自行车回家，回忆起少年时自行车的经历，不觉温情满满。刘浩然联合戴维凡和辛迪假装富翁要投资路非未来20年的电影，董事们决定不撤资了。大家欢乐庆祝，戴维凡跪下表白，要和辛笛在一起，辛笛吓了一跳。
林乐清追上了辛开宇，辛开宇不肯回去。路非和辛辰住在旅馆唯一一间房，路非准备在走廊过夜，突然电闪雷鸣，路非急忙开门进去抓住了辛辰的手。原来辛辰从小就有一个奇怪的心理阴影，打雷的时候会神志不清。林乐清趁晚上辛开宇睡着后，开车去接辛辰。辛开宇也趁林乐清走后，骑车来到海边。路非、辛辰、林乐清根据辛开宇摩托车的定位器找到了辛开宇，辛开宇向辛辰讲述了和初恋情人白虹在一起的时光，最后再次晕倒。辛迪约戴维凡喝酒，说要和他谈恋爱。
辛笛要戴维凡配合自己在父母面前谈一场“契约恋爱”,两人约定恋爱十天。辛辰得知辛开宇的真实病情非常难过，却还要佯装不知情，以免让小叔一起伤心。辛开宇仍想要趁人不注意从医院逃走，却被辛辰发现。辛辰告诉了辛开宇一个秘密，原来她早就知道自己并非父母亲生。辛辰表达了对辛开宇的依恋，希望辛开宇知道自己的重要性，好好活下去。辛辰出去后，辛开宇找路非，告诉路非辛辰已经知道自己的身世，再次希望路非好好照顾她。路非则告诉辛开宇，他见过辛辰的母亲。辛开宇十分震惊。
资方戳穿了刘浩然的谎言，提出要将立即召开开机发布会。辛开宇病发，开着救护车冲出医院，路非阻拦不住只能一同上车。两人经过一处活动现场，辛开宇冲上台唱起了歌。辛辰赶到后，看到辛开宇在台上动情演唱的样子，两人相视而笑。辛笛不满父母打探自己的感情，说出自己和戴维凡是假扮情侣。路非缺席开机仪式，刘浩然、纪若栎救场未果，仪式草草结束。昊天集团股东震怒，要求撤资并由路非赔偿剧组所有开支，林乐清从中看出董事们是有意刁难。
辛辰得知了资方的决定很担忧路非，却反过来被路非安慰。纪若栎委托律师和昊天集团交涉，与此同时林乐清要秘书帮他清理了名下资产，准备变现为路非支付赔偿。纪若栎约路非见面，提出给刘浩然一笔钱，让他替路非把责任揽下来，路非拒绝，表示会自己承担责任。路非来病房探望辛开宇，发现辛开宇在不停的折千纸鹤。纪若栎来辛笛工作室拜访辛笛，讲起路非多年来对她的情愫，原来她把辛笛当做了辛辰。戴维凡在旁偷听，误以为路非真的暗恋辛笛，指责路非脚踏两只船，纪若栎才知道自己搞错了情况。
辛辰和纪若栎在路非家门口的电梯中偶遇，辛辰目睹纪若栎走进路非家，默默离开。辛辰遇到刘浩然，刘浩然透漏说林乐清与昊天联合暗算路非。辛辰气冲冲的来到林乐清处，在林的游艇上发现了一张合同，辛辰由此认为林乐清多年来一直在陷害路非，愤怒的指责了林乐清。林乐清来找纪若栎，欲支付路非的赔偿，纪若栎拒绝。路非得知林乐清才是电影幕后投资人后十分震惊，路非和林乐清见面，问他为什么要投资自己的电影，林乐清没有回答。路非告诉刘浩然，不要接受林乐清的帮助。为支付赔偿，他把自己除《繁花》外近期所有的故事版权卖给了昊天。
辛辰不知路非的决定，她为了鼓励路非，穿上当年路非送的舞鞋，为他跳了一支舞。路非感到又惊喜又感动。路非去见好莱坞制片人，留下辛辰在家，辛辰在一堆碟片中发现了自己当年的舞蹈光盘，出于好奇打开来看，看过后发现自己错怪了林乐清，主动去找林乐清和解，两人冰释前嫌。纪若栎对路非卖版权一事非常愤怒，她把路非回国后遭受的一切挫折都归咎于辛辰。纪若栎的话大大刺激了辛辰，她怀疑自己确实拖累了路非，深感自责。纪若栎又来劝说路非回美国从头开始，还给他递上了回美国的机票。
辛辰被纪若栎的话刺激到，独自一人回到老屋，路非随后赶来，辛辰见到路非，委屈涌上心头，责怪他总是来来去去，路非向辛辰解释自己当年为何不告而别。辛辰原谅了路非，两人重归于好。纪若栎帮路非联系了业内影视巨鳄王总，给路非争取了一个工作机会，但王总提出路非需要参与比稿，纪若栎质疑王总提出的比稿不是很合理，路非则表示愿意接受这个挑战。戴维凡在失火的服装秀现场不顾自身安危保护辛笛，令辛笛对其感情默默产生变化。
路非的为人和才华赢得了王总好感。选定高妹和刘浩然作为短片的男女主角，辛辰担任制片。路非为了想创意彻夜不眠，辛辰挂念路非，从家中给路非带去了宵夜。戴维凡和辛笛两人在家中浓情蜜意之际，辛笛发现了戴维凡床头的《把妹指南》，认为戴维凡是在欺骗自己，一脚把戴维凡踢下床愤而离去。戴维凡借此机会使出了一招“断腿”的苦肉计，拉着辛父里应外合陪自己演戏。纪若栎来到路非家中，指责辛辰没把片子交给王总。当着辛辰、路非的面拨通王总的电话，电话里王总说自己根本没见过辛辰。辛辰找到王总解释，王总不相信，还指出短片是另一个导演的作品。
辛辰找到剽窃了路非创意的人，但对方拒不承认还威胁辛辰再乱说就告她诽谤。辛辰垂头丧气回到家中，遇到了正在门口等待自己的路非，路非安慰辛辰说自己有办法解决。纪若栎得知大明星丁晓晴有意筹拍电影后，刻意接近对方，希望为路非争取工作机会。王总最终被辛辰诚意打动，答应再给路非一次机会。得到了王总的支持，路非带着辛辰高妹一行人坐船到微雨岛拍片。辛笛来到戴维凡家中探望，却遇到了戴维凡的的青梅竹马沈小娜，辛笛醋意大发。辛笛看出戴维凡是装瘸，戴维凡坚称自己是真瘸，辛笛拉着戴维凡到医院检查。
在医院里，戴维凡不小心滚下楼梯真的摔断了腿。王总要和路非尽快展开《繁花》项目的合作，路非说版权在昊天集团手中。纪若栎催促路非和丁晓晴见面，路非说要再等等。纪若栎遭拒后迁怒于辛辰，约辛辰见面，中途胃病发作，进了医院。林乐清拒绝与王总合作，路非和林乐清为此发生争吵。昊天集团的董事们不断劝说林乐清再次同路非合作，林乐清虽未同意但答应再考虑一下。辛辰劝路非体谅纪若栎的付出，尽快和丁晓晴见面，路非同意。
丁晓晴满意路非的态度和才华，两人很快就谈成了合作意向。与此同时林乐清发觉了公司董事的真实意图，原来董事们积极参与电影开发，是为了在电影上映后炒热微雨岛的地皮，为防止路非和辛辰陷入未知的陷阱，林乐清决定也要参与到《一路繁花相送》的项目中。沈小娜深夜潜入医院，趁戴维凡熟睡制造了戴维凡和自己发生一夜情的假象。戴维凡自觉对不起辛笛，心中既愤怒又懊恼。沈小娜走后，回过神来的戴维凡发现辛开宇已经在自己身后良久，刚才发生的一切都被他看在眼里。
