内地青年郭天豪辞去了动物饲养员的工作，来到海南寻找爷爷曾经提及的象征幸福的“会微笑的猫头鹰”。在这里，他遇见了一个神秘的女孩吴梦晨。吴梦晨的勇敢和冒险精神吸引了天豪，她的态度也改变了他封闭的生活。两人经历了相遇、相识、相知、相倾的过程，天豪决定追求爱情，但就在这时，吴梦晨突然消失了。
原来，吴梦晨患有XP症，生命只有7300天，且不能见阳光。为了完成和天豪的承诺，她第一次看到了初升的太阳，但病情也因此恶化，无法治愈。
得知真相的天豪决定用爱来挽救吴梦晨。他们举行了一场盛大的海边婚礼，但新娘却没有出现。最后，天豪终于明白，吴梦晨已经在阳光下自由飞翔，用她的微笑给予他最珍贵的爱。
