电影《同桌的妳》汲取了1994年高晓松创作的校园摇滚《同桌的你》的灵感，以此为基础，讲述了周小栀和林一这一对同学从小学、高中、大学直到毕业三年后的青涩记忆和浪漫恋爱

电影的故事围绕着成功在中国立足的青年林一（林更新饰）展开。他时常收到了初恋男友周小栀（周冬雨饰）寄来的订婚请帖，这一喜讯让他感叹万千。于是，林一决定出国参加周小栀的结婚。在火车的中途，他起初回忆起自己和周小栀长达十几年的故事。

故事起初于大学时，少年林一（由林更新饰）第一次见到了坐在他身后的同学周小栀（由张子枫饰），便一见钟情。然而，尽管林一喜欢周小栀，两人却没有迈进进一步的脚步，一直到学校毕业。随后，他们考入了同一所大学，开始了新的生活。

在大学，林一和周小栀遇到了一群有趣的同学，包括假冒留学生Tom、文艺青年王尔德、胖子学霸龚兵、沉默男李潇、胆小姑娘赵晓溪和女神曹阳等。这个队伍一起度过了热血洋溢的青春岁月。