生活在洛杉矶的窦建华患有严重的“抑郁症”，当他意外得知自己在国内还有一个儿子的消息后，变迫不及待地找到和他各方面都极其相似的双胞胎弟弟窦建新，让他冒名顶替回国和自己名存实亡的妻子唐曼莉相认，并伺机将儿子带回洛杉矶为老父亲圆梦。迫于亲情和巨大利益诱惑，窦建新被迫答应了哥哥的乞求，在哥哥自杀后，他搭乘国际航班回国，在一位神秘人的帮助下精心做着接近唐曼莉的准备工作。
　　时装设计师唐曼莉六岁的儿子唐豆豆由于长期缺乏父爱，性格极其内向、自卑，甚至还有些孤僻，他不但经常搅乱幼儿园秩序，这次更是因为一点小事将小朋友打伤。唐曼莉因为此事被幼儿园园长找去谈话，面对园长的“最后通牒”她倍感为难。心情郁闷的唐曼莉到酒吧买醉遇到无赖纠缠，紧要关头被及时赶到的“闺蜜”上官云菲解围。上官云菲了解情况后，建议唐曼莉在网上给儿子租个“临时老爸”以解燃眉之急，爱子心切的唐曼莉只好勉强同意。上官云菲帮唐曼莉在各社交平台发布了大量诚聘“临时老爸”的爱心帖子，引发了网民高度关注。
　　“临时老爸”的招聘会在位于市中心的“快餐店”如期举行，快餐店外面，献爱心的男士们排起了长龙，场景颇为壮观。面试即将结束，窦建新的意外出现令唐曼莉大为震惊！她不由分说将“窦建华”轰了出去。首战失利的窦建新打起了退堂鼓，但在老父亲的威胁下，只好硬着头皮继续等待下一次机会。为了完成任务，窦建新硬着头皮再次来到唐曼莉家，他以唐豆豆亲生父亲的名义将竞争对手逐一赶走，怒不可遏唐曼莉不顾上官云菲的劝阻再次将窦建新赶出家门。再次失利的窦建新垂头丧气地回到宾馆借酒浇愁，女友苏菲打来的一个越洋电话令他兴奋不已。
　　唐曼莉正在为如何摆脱老公的纠缠而苦恼，未料窦建新却不可思议地、一夜之间成了她的顶头上司，她惊呆的同时更是倍感无奈！在公司设的接风宴上，窦建新假装醉酒被唐曼莉送回宾馆，他“哭诉”了当年逃婚的苦衷。唐曼莉听后不为所动，警告窦建新未经她的许可不许私自与儿子相认，否则一辈子休想再见到儿子！窦建新听后心情格外沉重。眼看招聘“临时老爸”计划被窦建新搅黄、儿子的病情又不断加重，唐曼莉内心苦恼不已。一直暗恋她的同事韩帅毛遂自荐，愿意当唐豆豆一天的“临时老爸”，遭到唐曼莉断然拒绝，韩帅没有气馁，用实际行动打动了唐曼莉，终于成为“临时老爸”候选人。为彻底摆脱窦建新纠缠，唐曼莉决定让儿子在窦建新和韩帅之间做出选择。窦建新百般讨好唐豆豆，但唐豆豆并不买账，对窦建新非常抵触，窦建新失望离去。尽管儿子很喜欢韩帅，但唐曼莉经过慎重考虑，还是做出了痛苦的抉择，韩帅悲情退出竞争。
　　窦建新终于如愿地陪“儿子”参加了幼儿园举办的“六一亲子运动会”，看到儿子露出的开心笑容，唐曼莉暗自庆幸自己的正确选择，她看着站在自己眼前这个既熟悉又陌生的男人，心里有种说不出的感觉。窦建新趁热打铁提出回归家庭，但唐曼莉提出的条件让他毫不犹豫地转身离去，冷静之后还是答应下来。在之后被唐曼莉近乎变态的考验中，窦建新不知不觉爱上了这个单纯善良的女人。窦建新很快赢得了唐豆豆的好感，在“儿子”的帮助下，他终于住进了唐曼莉家，翻看着唐豆豆思念父亲的日记他泪流满面。窦建新买了许多关于幼儿心理学方面的书，还不辞辛苦地跑到大学进修幼儿心理学。在他的陪伴下，唐豆豆的病情终于有了明显好转，也对“爸爸”也产生了很深的依恋，唐曼莉脸上浮现出久违的笑容。眼见计划进展顺利，窦建新喜上眉梢，正当他准备展开下一步行动，女友苏菲却突然找上门来。
　　窦建新和女友的争吵内容被他的情敌无意中偷听并告密，唐曼莉得知了窦建新的真实身份后不动声色地戳穿了窦建新的层层伪装。眼见事情败露窦建新只好和盘托出哥哥的临终重托和如何在唐曼莉“闺蜜”的帮助下接近唐曼莉母子的事情真相。怒不可遏的唐曼莉挥手怒打了窦建新并要报警，但她看完窦建新给她的信时却改变了主意。经过深思熟虑，唐曼莉带着窦建新来到当初和窦建华相识的海滩重温往日记忆，在一阵撕心裂肺的痛哭之后，她给了窦建新一个意想不到的结局……