21 年前
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尽管父亲是著名的婚外情调查专家，尽管见识过了无数的忠贞感情最终化为泡影，艾莲（奥黛丽·赫本 Audrey Hepburn 饰）却依旧对爱情有着无限的期望和憧憬，她甚至觉得，只有那些明知不道德却还要迎难而上的恋情才能算的上是真爱。一次偶然中，艾莲结识了父亲的调查对象法兰肯（加里·库柏 Gary Cooper 饰）——一个在情场上如鱼得水的风流浪子。
艾莲捏造了虚假的身份，开始在法兰肯面前扮演起了神秘女郎的角色，没想到，自己的纯情和真挚竟然猎得了这位浪子的真心。法兰肯拜托私家侦探调查艾莲的踪迹，没想到这位侦探正是艾莲的父亲。迫于父亲的压力，本来心心相印的两人只得分手，一对天设地造的情侣眼看这就要擦身而过。。中年科技大佬陈必达，因为一场意外与高中生高文明交换了身份。为了换回身体，陈必达绞尽脑汁，与以儿子江宇为代表的高中生们发生了各种碰撞和冲突。
在陈必达的激励下，江宇重燃梦想；在江宇赤子之心的感召下，陈必达重拾初心，并开始学习承担身为父亲的责任。陈必达和江宇逐渐成为最好的朋友，联手赢得了高中生科技创新大赛冠军，并带领全班参加越野赛，重新唤起了全体师生的斗志和团魂。
然而，随着高文明的苏醒，陈必达事业的危机陡然加强，陈必达进退维谷，只好告知江宇真相：其实，我是你爸。珍贵的梦想、纯真的友情和对父爱的憧憬，一瞬间全被这句平淡的话击个粉碎。江宇无法接受陈必达对自己的欺骗和利用，而陈必达面对伤心的江宇，也不知如何解释。
时间不等人，两人来不及化解误会，却必须再次联手。危机中，陈必达误打误撞了解到儿子的理想、情感和对父爱的渴望。陈必达终于觉醒：他意识到自己身为一个父亲，同时也身为一个科学家，所背负的责任。为了保护儿子，更为了科学家的使命，陈必达选择以牺牲自己的方式拯救所有人。在最后的时刻，父子真情流露，就在江宇终于人生第一次对陈必达喊出了那声“爸爸”的同时，陈必达的身体也失去了呼吸。
一切归于平静，生活依然继续。然而江宇似乎成长了许多，赤子之心不变，却拥有了直面自我，承担责任的勇气与能力。而江宇与高文明的友情，也将一直持续下去。。
