上世纪70年代末的北方农场，一个是生性顽劣的纨绔子弟，却内心纯真善良；一个被世俗污蔑为“破鞋”，却实则冰清玉洁、楚楚动人。雷雷（邓超 饰）与叶青儿（孙俪 饰）这对不被看好的“落后分子”，在两小无猜的纯洁友谊中，结下了比别人更多的坚定与信任。在叶青受尽欺负的岁月里，雷雷总是不顾一切地保护她、替她出气、为她打架。青儿满心感动，暗生情愫，两人对邓丽君《甜蜜蜜》的共同喜爱，让青涩的爱情开始萌动。青儿返城就读医学院，雷雷也随父母回到城里。然而，高考落榜沦为待业青年的雷雷，却怎么也不能让青儿的父母看上眼。青儿的母亲认定雷雷就是个小流氓，想尽一切办法拆散他们；而医学院的韩阳（沙益 饰）也一直暗暗帮助叶青，为她苦苦守候。此时的两人地位有了显著差距，因父亲曾被打成右派且经历不堪往事的青儿，背负着沉重的思想负担，在保守的家庭与社会环境下，顽强抵抗着雷雷大胆直接的爱情攻势。在之后长达十几年的岁月中，青儿与雷雷聚少离多，始终挣扎于爱情与责任、理智与情感的痛苦抉择中，一次次经受沉重的情感考验，一次次被迫擦肩而过。然而，两个认定要相爱永远的人，伴着《甜蜜蜜》美妙的歌声，一路坎坷，一路甜蜜。