Chuyện phim Người Tình Babylon Của Tôi bắt đầu từ cô bé Trần Mỹ Như 12 tuổi, cô bắt đầu mơ về tình yêu trong tưởng tượng và viết lại trong cuốn nhật ký của mình về chàng hoàng tử Babylon bảnh bao. Cứ nghĩ đó sẽ là một giấc mơ không bao giờ có thật, nhưng vào đúng sinh nhật năm 24 tuổi của cô câu chuyện trong cuốn nhật ký đã bắt đầu hiện ra trước mắt Trần Mỹ Như.

Lần lượt là chàng hoàng tử Babylon giáng thế sau đó là các nhân vật khác trong cuốn nhật ký lần lượt xuất hiện. Trần Mỹ Như sau đó bỗng chốc trở thành người tình Babylon của chàng hoàng tử và cuốn nhật ký năm ấy đã trở thành câu thần chú xuyên không gian và thời gian. Mỹ Như bị cuốn theo câu chuyện tình yêu hận thù suốt 3700 năm và cô không ngờ trước rằng kịch bản đằng sau chuyện tình đó đã bị thay đổi, liệu rằng cả hai sẽ có cái kết đẹp như mơ hay là chuyện tình bị chia cắt?