在繁华而充满人情味的上海弄堂里，离异多年的画家老白（徐峥 饰）的生活被一段突如其来的缘分打乱。经朋友介绍，他邂逅了同样离异且带着孩子的李小姐（马伊琍 饰），对她的倾心让他的生活泛起了涟漪。然而，李小姐内心的顾虑和过往的情感纠葛，让她对待这段感情犹豫不前。老白在家里开设的美术班成为了另一个情感交汇点，学生格洛瑞亚（倪虹洁 饰）的热情奔放和对老白超越师生的情感，让这份情感关系更加错综复杂。

老白的前妻蓓蓓（吴越 饰），虽然背叛了老白导致离婚，但老白母亲的期望和弄堂里的人情温暖，似乎在暗示着两人之间未完待续的故事。在这座城市的每一个角落，每一条弄堂，都有着属于它的爱情神话。

《爱情神话》以细腻的笔触描绘了一段发生在都市弄堂中的爱情故事，展现了成年人的情感世界和复杂的人际关系，以及在生活琐碎中寻找爱与被爱的意义。