《非诚勿扰200》讲述了海归秦奋（葛优饰）的故事。他发明的“分歧终端机”能够公平、和平地化解人类之间的分歧，最终被风险投资者以200万英镑的高价买下。事业有所收获后，秦奋开始通过网络征婚，却接连遭遇各种啼笑皆非的情况：有时重逢同性恋朋友，有时碰上推销人员，几番折腾下来，他渐渐感到心灰意冷。
直到遇见清冷的梁笑笑（舒淇饰），秦奋索性直截了当地让她说明来意。没想到，笑笑正深陷一段无望的感情之中——她爱上了有妇之夫，一直在苦恋与挣扎中徘徊。这次赴约，也只是因为家人的安排。原本不打算再见面的两个人，却在短暂相处中坦诚分享了彼此生命里最隐秘的秘密。
不久后，决定与旧爱分手的笑笑找到秦奋，提出嫁给他，但希望两人先去一趟北海道。因为她与旧爱的感情正是在那里开始的，她想在那里为这段关系画上句号。秦奋答应了她的请求，两人踏上北海道之旅。在当地老友的热情招待下，他们一同游览北海道各处。秦奋明白自己始终无法真正拥有笑笑的心，却不知道笑笑心中那个难以解开的郁结，正将她一步步推向海底的漩涡。
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