科幻爱情题材短剧《你是我的漫天繁星》开播。男主顾千羽（冯梓洲 饰）是身家上亿的霸总。少年时期遭遇车祸，眼睁睁看着父母死在自己面前，患上了应激创伤综合症，具体表现是无法正常的与人进行肢体接触，导致他既不敢爱别人，也不敢被别人爱。除了身心一直遭受应激症的困扰，还要跟反派冷万山斗智斗勇。

男二号曾东阳（谢伊博 饰）是穷困潦倒的高智商学霸科学家。他研究出的“繁星一号”专门帮助患有心理疾病，尤其是害怕与陌生人接触的孤独症人群。因为曾东阳的社恐属性，导致他根本没有女性朋友，所以他只能按照自己妹妹的容貌设计了机器人的外型。介绍机器人的过程中，顾千羽被曾东阳触碰到，差点死掉。

大病初愈的顾千羽，仍然对曾东阳制造的“繁星一号”机器人念念不忘，决定带到家中进行试用，以最终的实验数据作为自己的投资依据。糟糕的是“繁星一号”突然出现短时间内难以修复的故障，为了不让哥哥多年心血白费，为了不失去顾千羽这个唯一想投资的金主，女主曾繁星（王梓睿 饰）假扮机器人前往顾千羽家。

因为之前曾东阳把“繁星一号”夸得天花乱坠。说它是世界上首款陪伴型智能机器人，用长久的陪伴来治愈孤独的心灵。能24小时贴身陪伴主人，是顶级的健康生活小能手。拥有为主人按摩的功能，让疲惫的身心得到彻底的放松。当主人寒冷时，它还能成为主人的暖宝宝。它还能防水和进行太阳能充电，还有自学功能。

有这么多人性化服务功能的机器人，谁会不喜欢呢？将假机器人带回家的顾千羽，一时一刻也离不开机器人。殊不知他频繁跟曾繁星接触，已经在不知不觉中治愈了他的“接触人类过敏症”。顾千羽越来越离不开机器人，动作也愈发的亲密。奈何曾繁星却越来越煎熬，总脸红心跳，毕竟她还是没谈过恋爱的小姑娘。

就在霸总顾千羽愈发依赖机器人的同时，假扮机器人的曾繁星却遭了很多罪。首当其冲的就是太阳能充电。因为她被当作是机器人，所以没人给她打伞和擦防晒，就这么站在大太阳底下暴晒，时间长了，谁也受不了。因为她会呼吸，还会脸红，容易让顾千羽想入非非。她要上厕所和吃东西，还要偷偷背着顾千羽。

冷万山（史强 饰）不仅是当年顾氏夫妇车祸的幕后真凶，还一直想把顾千羽挤出公司董事会。还有他的独生女儿冷月（李金金 饰），跟顾千羽属于青梅竹马的关系，从小便对顾千羽一往情深，恨不得分分钟嫁给顾千羽做妻子。看到顾千羽的病情好转后，仍然对自己不理不睬，却对机器人很依赖，她既生气又感到怀疑。

女人的第六感判断，加上细枝末节的观察，冷月比顾千羽先一步发现曾繁星假扮机器人的事情。一方面找茬让曾繁星露出她是真人的马脚。一方面设计让顾千羽选择退货“繁星一号”并终止对AI机器人的投资。当曾繁星真人身份曝光后，顾千羽发现自己深深爱上曾繁星，认定曾繁星就是能治愈自己的良药，誓要保护她。

冷月的插足，冷万山的逼迫，让顾千羽焦头烂额。曾东阳的渴望，曾繁星的逃避，让顾千羽深感愧疚。顾千羽的一往情深也打动了曾繁星的心。她想继续走进顾千羽的内心，帮他彻底走出孤独的世界。最终，还了顾氏夫妇公道，把“繁星一号”投入量产，帮助到更多病患。顾千羽和曾繁星终成眷属，AI机器人造福人类。