龙套演员小飞（柯有伦饰）来到上海拍戏，偶然结识了大明星王曼菲（崔允素饰），并在一次意外中救下她。然而，小飞拍戏时屡屡出错，连房租也无力承担，最终被房东赶出住所。走投无路之际，他阴差阳错进入一家民办幼儿园担任义工，并与孤儿妞妞（张艾青饰）建立了深厚感情。后来小飞才发现，妞妞正是自己上次拍摄车戏时不慎撞伤的女孩。
小飞把妞妞推荐进剧组，让她出演王曼菲的女儿。天真可爱的妞妞很快赢得了王曼菲的喜爱。与此同时，曾经担任王曼菲经纪人的娱记八爷（刘亚鹏饰），因为长期疯狂单恋王曼菲，便利用小飞炒作她的绯闻，企图以此要挟王曼菲成为自己的女朋友。王曼菲被丑闻逼入绝境，小飞意识到自己遭到了八爷利用，于是决定弥补过错，偷出八爷掌握的爆料照片交给王曼菲。八爷因此展开更加疯狂的报复。相处过程中，小飞渐渐爱上了王曼菲，也一直默默为她付出。
妞妞最大的愿望，是有一天能够站上舞台，为从未见过面的妈妈跳一支街舞。小飞和他的兄弟们都是街舞高手，于是开始教妞妞跳舞。得知王曼菲主演的上一部电影即将举行首映礼后，小飞恳求她带妞妞登台，却遭到王曼菲强烈反对，两人因此发生争吵。原来，多年前王曼菲曾有过一个女儿，却因自己的疏忽将孩子弄丢，也因此结束了那段短暂的婚姻。这些年来，她始终暗中寻找女儿，却因为担心影响自己的名誉而不敢公开此事。看到小飞带来的妞妞后，她早已隐约感觉对方就是自己的女儿，只是始终没有勇气真正面对这段往事。
此时，小飞患上肾衰竭，生命所剩时间不多。为了帮助妞妞实现梦想，也为了让王曼菲面对真相，小飞和兄弟们策划了一场惊天大变脸，带着妞妞混入上海大剧院举办的王曼菲电影全球首映礼，准备将她送上舞台。众人凭借高超的演戏本领成功进入剧院后台，一场紧张刺激的“猫鼠大战”随即展开。
最终，小飞带着妞妞成功登台。王曼菲的情感防线彻底崩溃，她放下明星光环，当众承认妞妞就是自己的女儿。然而，就在这一刻，小飞却晕倒在了舞台上……
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