林天娇（郭姝彤 饰）身为全校模范生在月考中冒险传纸条作弊，被常年倒数的"刺头"高翔（白敬亭 饰）当场撞破，这场意外让两条平行线开始交错——为堵住高翔的嘴，林天娇被迫帮他补习，却发现这个总在教室后排睡觉的男生藏着惊人绘画天赋，更在她面前拆穿自己"学霸"面具：完美笔记实则是强迫症产物，年级第一的奖杯压得她喘不过气。当高翔在天台用粉笔画出整片银河系，林天娇第一次听见心脏剧烈跳动的声音，却不敢承认那幅星空速写比奥数题更令她着迷。天文社废社危机成为转折点，高翔偷开爷爷工厂的起重机带她飞跃围墙，在废弃天文台用自制投影仪点亮穹顶星座，当教导主任王卫国（常海波 饰）带着手电筒包围现场时，林天娇谎称自己在进行"天体物理课题研究"，这个优等生人生中首次为守护什么而撒谎。母亲何淑萍（刘敏涛 饰）撕碎天文杂志的暴怒、高翔父亲高空作业坠落的秘密、誓师大会上突然故障的麦克风，推着两人走向命运拐点：林天娇甩开母亲冲上主席台，对着三千师生坦白自己厌恶物理竞赛、渴望报考天文学，而高翔在巷角默默退掉南下火车票，用所有积蓄买下二手天文望远镜寄到林家。最终告别发生在盛夏暴雨中，高翔骑着改装三轮车载她穿越七条街巷，后视镜里教导主任的怒吼与母亲的哭泣都被狂风稀释，他们在铁路桥洞下交换最珍贵的礼物——沾着咖啡渍的《时间简史》与画满林天娇侧脸的素描本。三年后北京天文馆里，已经成为研究员的林天娇在陨石展柜玻璃上，看见倒映着那个永远停留在十七岁的少年，正指着猎户座星云对她微笑。