电影《肩上蝶》改编自傅玉蓬的网络文章《你的肩膀上有蝴蝶吗？》。故事发生在一座被致命传染病阴影笼罩的小岛上。著名生物学家严国（陈坤饰）一心研究治愈疾病的方法，却在病情恶化后生命垂危。为了挽救未婚夫，宝宝（江一燕饰）与神秘生灵达成契约，用自己化身蝴蝶三年的代价，换来严国的康复。
严国重获健康，宝宝却从他的生命中消失了。变成蝴蝶的她只能默默陪伴在严国身边，眼看着他因失去爱人变得忧郁而孤僻，却始终无法与他交流。此时，邻居白兰（桂纶镁饰）和女记者杨霖（梁咏琪饰）给予了严国关怀，严国也渐渐对杨霖产生了感情，这令一直守护着他的宝宝痛苦不已。
宝宝变回人类的期限只剩最后一年时，小岛再次爆发疫情。意外之中，她发现自己或许能够找到严国苦苦研究的解药配方。为取得关键药材，她踏上充满危险的旅程，翅膀也在途中变得残破不堪，但她依然没有放弃。伤痕累累的宝宝能否将解药配方带回严国身边？她还能否重新变回人类？而严国最终又会选择谁？
