Bí Mật Của Tình Yêu xoay quanh cuộc đời của Cảnh Bác, một nhà vật lý học trẻ tài năng, cũng là phó giáo sư tại một trường đại học lớn. Bên cạnh công việc, anh giúp đỡ bạn thân là cảnh sát cấp cao Lư Thiên Hằng phá giải nhiều vụ án kỳ lạ.
Trong một vụ án, Cảnh Bác gặp nữ cảnh sát Từ Tiểu Lệ và họ phát triển tình cảm. Tuy nhiên, do sự khác biệt trong quan điểm sống và áp lực từ gia đình, Cảnh Bác quyết định chia tay Tiểu Lệ. Dù hiểu rằng tình yêu là kết quả của một loại hormone, anh không thể ngăn chặn cảm giác đau khổ khi yêu.
Cùng lúc, Thiên Hằng có mối quan hệ phức tạp với nữ phóng viên Lăng Mẫn Gia. Thiên Hằng tin rằng anh chỉ cần những cảm xúc mãnh liệt trong khoảnh khắc, không phải tình yêu trọn đời. Khi biết Mẫn Gia sắp kết hôn, anh mới nhận ra quan điểm tình yêu của mình không bền vững.
Tiểu Lệ trải qua thời gian dài suy sụp, thậm chí tìm cách tự kết thúc cuộc đời. Phim đào sâu vào những bí mật và sự phức tạp của tình yêu, làm thế nào nó ảnh hưởng đến cuộc sống con người.