Kang Shin-Woo ( Do Lee Jung-Shin đóng) là một giáo viên dạy toán với bề ngoài điển trai. Anh không thể nào quên tình yêu đầu tiên Han Ji-Soo (Do Lee Yeol-Eum đóng) từ 10 năm trước. Vì tai nạn, Shin Woo trở về quá khứ khi còn học cấp 3. Tại đó, Shin Woo gặp chính mình khi còn trẻ (Do Seo Ji-Hoon đóng).
Tinh Yêu Diệu Kỳ xoay quanh câu chuyện tình yêu giữa một nhà văn kịch đang mắc phải một căn bệnh hiểm nghèo và một ngôi sao Hally nổi tiếng. Lee So Hye (Kim Hyun Joo) vào vai 1 nhà viên kịch phim truyền hình nổi tiếng, nhưng cô chỉ có 5 tháng để sống. Trong khi đó, Ryoo Hae Sung (Joo Sang Wook) là một diễn viên bạch dương, nhưng anh ấy lại không giỏi diễn xuất.
Hana là một cô gái người Nhật, cô mất bố khi còn nhỏ.Khi trở về Nhật, mẹ cô đi cùng với một người chồng mới Hàn Quốc và con trai của ông ta, Yunsuh. Yunsuh mất mẹ đúng vào ngày lễ sinh nhật năm anh 10 tuổi.Sau khi bà mất, Yunsuh trở nên lạnh lùng, ít nói.
Hoàng Vũ Huyên vĩnh viễn ghi nhớ lần đầu tiên khi Vương Thuyên Thắng tỏ tình với cô, hắn nói thích cô, mong cô làm bạn gái của hắn. Cô hỏi vặn lại một câu "tại sao lại thích cô?" Lúc đó Vương Thuyên Thắng nở một nụ cười ung dung trả lời cô rằng "Bởi vì từ lần đầu tiên nhìn thấy cậu, mình đã biết rằng mình thích cậu rồi"
Nhan Trạch là một cô gái bình thường. Cô không xinh đẹp khuynh nước khuynh thành, cũng không có thân hình mảnh mai cao ráo, học lực tầm trung. Trái ngược hoàn toàn với cô ấy là bạn tốt nhất của cô, Cố Tịch Dạ. Cố Tịch Dạ là con gái nuôi nhà Nhan Trạch, là chị em của Nhan Trạch, là bạn thân của Nhan Trạch, cũng là gánh nặng mà cô không thể chịu đựng. Tĩnh Dạ không chỉ xinh đẹp, học giỏi mà còn đa tài.