故事开始于上世纪70年代末北方某农场，生性顽劣的干部子弟雷雷(邓超饰)邂逅被污破鞋的美丽女知青叶青儿(孙俪饰)，两人不打不成交，开始一段两小无猜的纯洁友谊，由此暗生情愫，对邓丽君《甜蜜蜜》的共同喜爱使两人青涩的爱情开始萌动。 青儿返城上了医学院，雷雷却高考落榜成了待业青年，两人地位有了显著差距，关系也起了微妙变化；雷雷虽然出身高干家庭，但从小下放农场无人管教，生性顽劣野性叛逆，当他意识到自己爱上青儿时，便开始大胆顽强的追求。因父亲曾被打成大右派，自己又经历不堪往事的青儿则保守很多，青儿是一个情感备受压抑，有心理阴影的女孩儿，她对雷雷心怀好感，但沉重的思想负担以及保守的家庭和社会环境，使她不敢接受雷雷大胆直接的爱情，因此她一直顽强抵抗着雷雷的爱情攻势。 青儿虽然拒绝雷雷的爱情但心里始终牵挂着他，两人之间微妙的关系最终被青儿父母发现，引起家庭地震。青儿父母认定雷雷是纨绔子弟流氓痞子，坚决反对青儿与雷雷来往，并当众羞辱雷雷，雷雷一怒之下挟持青儿，在双方家庭以及青儿所在大学引起轩然大波。雷雷与青儿在这个过程中产生真正的爱情，但彼此未及表白便因为家庭和社会的巨大压力，被迫分手，发誓永不相见。 分开后，他们彼此心灵相通，相互思念， 邓丽君的《甜蜜蜜》成了两人相思的寄托…… 此时青儿的老朋友韩阳进入她的生活，韩阳是医学院高材生，德才兼备，是那个时代最为社会承认的杰出人材，韩阳对青儿一直心存爱意，关键时刻帮过青儿很多，青儿对其有报恩之心，青儿父母对韩阳更是欣赏不已，认定韩阳才是女儿托付终身最佳人选，因此极力撮和青儿与韩阳交往，然而青儿心里始终放不下雷雷。此时雷雷心中也惦记着青儿，他冲破重重阻力再次出现在青儿面前，二人内心情感披露无遗。但好景不长，青儿父母得知两人相爱后，动用各种手段横加阻拦，迫使两人再次分开。 之后长达十几年的生活中，青儿与雷雷聚少离多，两人一直挣扎于爱情与责任，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…… 浪漫美好的初恋渐变为艰难痛楚的苦恋，甜蜜蜜歌声伴随着他们一路艰辛……
