意大利米蘭，一處幽靜的歐式古堡中正在舉辦一場奢華的婚禮，然而本應伴著歡快音樂翩翩起舞的美麗新娘米婭卻只是焦急得守在窗邊不停向外張望，她在等待，等待那個真正與自己情投意合的羅科出現。新郎馬里奧強拉米婭跳舞，米婭只能無奈順從，低頭與其共舞。正當馬里奧強吻她時羅科終于持槍闖了進來并挾持了馬里奧，此時一個帶著耳機的中國男子卻沖了過來分開了三人。原來剛才的一切都是一部電影的情節，而那位中國男人正是這部電影的導演路非。路非十年前到美國發展，如今已經拍了四部電影事業蒸蒸日上，不過他對在中國曾發生的一切一直念念不忘。最近他正打算不顧自己母親的反對回到中國，回來尋找他曾經對其許下諾言的初戀女孩辛辰。雖然十年來物是人非，但唯一不變的就是他對辛辰的牽掛，所以他一定要在約定的日子里回到那個兩人感情開始之地，美麗的微雨島上，只是他擔憂辛辰是否能原諒他十年前的不辭而別。
暖陽輝光為微雨島勾勒出了金色的輪廓，辛辰回到了她小叔辛開宇在島上的小屋。辛開宇回來后見到久不曾見的辛辰非常開心，不過辛辰見到桌上的一個許愿瓶后卻默默地流起淚來。原來當年路非曾和她一起在微雨島埋下了許愿瓶，并約定十年之后再一起打開，如今她睹物生情，不免悲傷起來，雙眼呆呆得望著遠方發愣。
路非導演的電影終于殺青了，在所有演職員一起慶祝的時候路非已經準備好了踏上回國的路途，即使是美國大制作電影的導演之位也不能讓他動心留下，哪怕有好萊塢當紅巨星加盟。因為在他的心中一直有一部構思很久的更重要的電影要拍，一部不賺錢卻能體現他自我價值的電影，一部與辛辰密切相關的電影。在歸途的車上，路非回憶起他和辛辰之間的甜蜜過往，連忙聯系了辛辰的表姐辛笛，然而辛笛卻騙他稱辛辰去西藏閉關修煉了，她也聯系不上。路非知道這肯定是謊言，他按照自己與辛辰的約定，匆匆趕到了微雨島上，可惜他并沒有在約定的地點看到辛辰，只好獨自躍入海中取出了兩人當年綁好的許愿瓶。
香港，辛笛與戴維凡一同回到住所，可正當戴維凡想要與她親熱一番的時候，辛笛卻突然制止了他。戴維凡只得悻悻離開。此時辛笛突然接到了路非的電話，路非責怪她說謊，并稱自己已經知道辛辰在哪里了。辛笛連忙給辛辰打電話將路非回到微雨島找她的消息告訴了辛辰。
此時的辛辰原本正打算借酒消愁，和小叔辛開宇不醉不歸，接到辛笛的電話后匆忙拉著辛開宇躲了起來。路非隨后趕到了辛開宇的小屋，辛辰抓住辛開宇不讓他開門。路非在小屋外轉了一圈，發現了辛開宇引擎還熱著的摩托車以及辛辰剛喝了一半酒的酒杯。他知道兩人肯定就在屋里，于是在屋外講起他和辛辰當年的種種美好過往，但辛辰卻怨恨他當年不辭而別，心中感傷不愿與他相見。路非等了一會，見沒有回應，只得又給辛笛打電話要來了辛辰的手機號碼。夜里，他站在高大的燈塔下面給辛辰打來電話，他提起兩人之間還有一個十年的承諾，這不是能輕易抹去的。辛辰從他急促的呼吸聲中聽出他正向辛開宇的小屋跑來，便又躲了起來。辛開宇見她確實不想見路非，便不顧辛辰的阻撓給派出所的老林打了電話稱家里進了賊。老林趕到之后，將路非當成賊帶走了。路非被帶走之后，辛辰伴著音樂飲酒跳舞來發泄心中苦悶，她對辛開宇坦言自己十七歲和路非初吻之后就認定了要和路非一輩子在一起，然而路非卻還是在一年之后選擇了離開他去美國。辛開宇抱住她的頭安撫她稱小叔會永遠在生命中陪著她，還和她拉鉤保證。
意大利，路非的經紀人紀若櫟找不到路非的蹤跡，便給路非助理劉浩然打電話詢問，在她的威逼之下，劉浩然只得承認人丟了，不過紀若櫟卻已經猜到了路非在哪，并命令劉浩然去微雨島找他。不過紀若櫟想不到的是此時的路非正在微雨島派出所里，還被老林當成了賊來審訊。幸而辛開宇趕來派出所向老林說明了路非和辛辰之間的情況，并囑咐老林收留路非一晚給他弄點吃的。辛開宇走后，老林從報紙上確認了路非著名青年導演的身份。路非望著老林送來的一碗泡面心中念起了平時一直照顧他起居生活的經紀人紀若櫟。
次日一早，路非和助理劉浩然終于碰上了面，劉浩然告訴路非他所籌劃電影的投資方已經答應了路非提出的全部條件，只等簽約就能立刻開拍。路非還曾囑咐他電影缺少一位舞蹈指導。他也幫路非找來了這座城市里所有舞蹈老師的資料。路非急忙翻看資料，很快找到了屬于辛辰的那一頁。
一大早，辛辰來到她工作的舞蹈培訓班，培訓班的小老板高妹告訴她曾經有個電影公司的人來找過舞蹈指導的事，辛辰倒并不是很在意。正當此時，換了一個新發型的辛笛也來到了培訓班里，她提起自己向路非撒謊的事，為辛辰這十年來的痛苦鳴不平，表示不想看到路非再來傷害辛辰。辛辰將路非已經來找過她并被當成賊抓走的事告訴了辛笛。辛笛知道兩個人曾經那么好，路非是住到辛辰心里去的人，辛辰現在這樣做根本是要拿刀往自己心里狠戳，把最柔軟最敏感的地方挖出來，她非常心疼辛辰。隨后辛笛問起林樂清有沒有來找過辛辰，辛辰笑稱林樂清最近總是來培訓班幫她做義工。林樂清是辛辰，路非一起長大的朋友，自從路非走后一直對辛辰照顧有加，辛笛覺得林樂清人不僅長得帥，而且年紀輕輕就創業成功，事業有成，對辛辰來說是個不錯的選擇，不過辛辰卻不以為然。說曹操曹操到，正當兩人談起林樂清的時候，他剛好驅車趕到了培訓班。路非隨后竟然也來到了培訓班門外，不過他從窗子看到屋內的三人有說有笑之后，便決定暫不露面。辛辰感應到外面有人，便和林樂清，辛笛一起出門張望。路非終于從后視鏡中看到了現在的辛辰，這是他回來之后第一次看到辛辰的樣子，不過他并沒有停下，而是徑直離開。路非隨后獨自來到海邊，十年來辛辰和他自己都有了很大的變化，只有辛辰那迷人的笑容依然沒有變化。只是這一次她那開心的笑不再是為了他而是為了林樂清，他本想祝辛辰和林樂清幸福，不過辛辰提前取走兩人的許愿瓶卻時時刻刻的提醒著他，辛辰并沒有忘記他們之間的約定。可讓路非心中不寧的是他不知道在辛辰的心里到底還有沒有自己的位置。
林樂清約了辛辰晚上一起吃飯，他邀請辛辰一起參加母校的活動，同時還告訴辛辰他給母校捐了一條路，并用辛辰的名字命名為了辰光路。辛辰聽得此言嚇了一跳，當即不發一言逃也似的離開。次日一早辛笛來到公司上班，卻聽說有不認識的人找她，來人正是路非。辛笛一見路非先是一愣，隨后責怪路非十年前不辭而別，如今又突然回來找辛辰，完全沒有考慮過辛辰的感受。路非直截了當地詢問她辛辰有沒有新的戀情，并稱自己看到了林樂清。辛笛怒氣沖沖得告訴他，這么多年來確實一直是林樂清陪在辛辰身邊無微不至的照顧她，為此放棄了很多并購的計劃，而且曾專門飛到歐洲只為尋找辛辰隨口說起的絕版唱片。她倒是很希望這兩個人能成為一對。正當此時，戴維凡突然捧著一束花來到了辛笛工作的地方。辛笛并不待見戴維凡，便拉著路非當擋箭牌，還擁抱了路非一下。戴維凡眼見這一幕后按捺不住，立刻沖下來擋住了辛笛兩人。他本想在路非面前裝酷耍帥。然而路非并不吃他這一套，只冷冷說了一聲自己的名字便大步離去。隨后戴維凡還想纏著辛笛，卻被辛笛言語挖苦了一番趕走了。
夜里，林樂清來到路非的住處，這讓他路非頗為詫異他如何能找到此處。路非不知道的是他的助理劉浩然正是林樂清安排在他身邊的。林樂清邀請路非也來參加他捐路的貫通儀式。路非點頭同意，并故意詢問林樂清是不是獨自參加。林樂清輕笑一聲，并未回答。活動當天，辛辰如約而至，林樂清把她強拉上了主席臺，路非隨后趕到，眼見這一幕心里頗不是滋味。典禮結束之后，辛辰連忙躲入了人群之中，林樂清和路非各自尋找，卻總是都和辛辰錯開。次日，林樂清將路非叫到了兩人小時候總是一起來的一家店里吃飯。他主動提起當天自己和辛辰一起在主席臺上的事，隨后突然冷著臉表示讓路非早點和辛辰做個了斷。路非與他對視一眼，隨后借故有事獨自離開。他回到住處獨處，林樂清著急讓他和辛辰了斷反而證明了林樂清和辛辰并沒有在一起。他現在最關心的是自己如何才能再見到辛辰。
路非籌劃的新電影還沒有定下女主角，投資公司推薦的演員都入不了他的眼，因為只有辛辰才是他心中最完美的女主角。林樂清突然給了劉浩然一張辛辰的照片，還命令他一定要讓辛辰和路非見上面。劉浩然回到公司之后，卻見路非在寫有女主角的位置上也貼上了一張一模一樣的照片。他隨后來到辛辰所在的培訓班，一番花言巧語，金錢利誘之下終于將辛辰和高妹一起哄騙到了劇組所在地。不過他面對辛辰的各種問題應付得頗為狼狽，所以決定借上廁所的機會先避開一會。在劇組一路亂逛的辛辰兩人無意間來到了路非構思劇情的辦公室。高妹發現黑板上貼著的辛辰照片下方赫然寫著女主角三個字，而且劇本上也寫著路非的名字。辛辰立刻大怒起來，他質問劉浩然是不是路非讓他來找的自己，劉浩然只能支支吾吾的表示一一言難盡。辛辰大聲斥責路非是個懦夫，他用這種方式騙自己和他見面，不但是對她的侮辱，也是對導演工作的侮辱。她還表示自己絕對不會為任何人舞蹈，尤其是路非。隨后憤然離開。路非剛巧從樓上下來，將辛辰的這些氣話聽的一清二楚。
辛辰拒絕了參加電影拍攝之后，心煩意亂又來到了微雨島上散心。辛開宇疼愛自己的侄女，一直陪伴著她。路非聽到了辛辰的斥責后同樣心中郁悶，劉浩然見他不想說話，連忙寫字道歉。但路非卻直接讓他不要再來了。任劉浩然如何道歉，但路非心意已決。劉浩然狠狠心表示他愿意免費做路非的助理。路非這才笑了一下，把他留了下來。隨后，路非又再次來到了微雨島上找辛開宇，并送了他一張精心制作的唱片。不過辛開宇卻以手臟的理由并沒有立刻接下。路非知他有意拒絕，便將唱片放了出來。辛開宇聽到自己熟悉的旋律，終于高興起來。原來這首歌正是路非在美國制作第一部短片時辛開宇幫他錄的主題曲。辛開宇坦言他非常喜歡路非送來的禮物，但年輕人的事，他幫不上忙。隨后辛開宇帶著路非來到一處夕陽余暉下顯得格外溫暖的草地上，一把將路非推到地上，以沖浪秘訣的名義教導路非不要總是對著目標直沖過去，而是應該想辦法讓目標來找自己。兩人在暖洋洋的草地上如孩子般打鬧了一番，終于找回了原來的感情。
回到劇組后，路非決定從辛辰身邊的人著手。他想起了上次和辛辰一起前來的高妹，便讓劉浩然去告訴高妹他打算讓高妹出演一個小角色。劉浩然急忙趕到了高妹的舞蹈培訓班，此時辛辰正在給孩子們上課，于是他偷偷將高妹叫了出來，并沒有被辛辰發現。高妹得知自己終于能演一個角色，非常開心。劉浩然給了高妹兩份故事大綱，還讓她在培訓室也放一份。辛辰看著高妹興奮異常的樣子很是奇怪，高妹在臨走的時候落下了一頁故事大綱，辛辰仔細看了起來。原來路非籌劃的這部叫做《一路繁花相送》的電影講的正是路非和辛辰自己的故事。辛辰見大綱里講自己故意制造偶遇主動追路非，而路非卻對當時假小子一樣的自己不感興趣的事，頓時心里五味雜陳，抓起劇本就走。
路非正在和投資方討論劇本的問題，投資方覺得劇本不錯，就是太淡然了一點，沒有能刺激觀眾的地方。路非表示他正是想通過含蓄的方式表達出角色內心的復雜心境來給觀眾的升級觀影感受。投資方談起市場上都是大開大合，劇情夸張的電影，擔憂《一路繁花相送》這么寡淡的電影沒有市場。路非覺得現在觀眾都習慣了快餐，所以他這樣更有內涵的電影反而會引起觀眾的興趣，作為創作人他對自己的作品有十足的把握。隨后投資方又提起女主角是不是太普通了點。路非表示她雖然平凡，但絕不普通。
辛辰在天橋上好好調整了一下情緒后，終于來到劇組直面路非。兩雙含著依戀之情的眼眸對視在一起的時候，仿佛有無盡的情愫在空氣中升騰。辛辰率先移開了眼神不敢再看路非，側著臉狠下心表示自己和路非已經沒有關系了，她不關心路非的任何事情，讓路非的故事里不要再出現自己。路非深情得表示，他知道辛辰的心情，但那些故事是他這些年來總在夜深人靜時無盡回味的念想，就算辛辰不愿面對過去，他自己也絕對不會忘記，這部電影他一定會拍。辛辰聽到他的肺腑之言，心中既欣喜又難過，不知道該怎么表達，只能轉身默默離去。
夜里，辛笛看了路非的電影劇本后這才知道路非要拍的竟然正是他和辛辰的電影。辛辰憤怒得表示路非把女主角寫的太過難堪，竟然為了追一個男生制造各種偶遇。辛笛不由得笑了起來，詢問辛辰到底是生氣路非自做主張把他們故事拍成電影，還是生氣路非把她寫成了一個倒追男生的女粉絲，又或者生氣路非這個人又突然跑回了她的生活中，她淡然得表示路非這種做法挺幼稚的，和當年在學校里把辛辰照片貼在校門口的那些小男生沒什么兩樣，耍這種小孩子的把戲就是在刺激辛辰，想引起她的注意。雖然辛辰一直嘴硬，不過她還是偷偷看起了路非當晚的采訪節目。
次日，辛辰將路非叫到舞蹈培訓班，主動提出愿意做路非的芭蕾舞蹈指導，路非欣喜不已，雖然辛辰和她定下了約法三章，他還是飛快簽下了合同，不過他想知道辛辰為什么會突然改變主意。辛辰卻宣稱她只是想回憶一下那個和路非無關的過去，然后提醒自己這輩子永遠不要再犯一次錯，兩人隨后默默分開。
林樂清聽說了辛辰加入路非的電影劇組之后非常生氣，找來劉浩然質問。他本來只是讓劉浩然想辦法讓路非辛辰見一面而已。然而劉浩然表示是路非自己不按照他們的計劃行動，林樂清見此事已經確定只能無奈接受。