Cả Thế Giới Biết Em Yêu Anh xoay quanh câu chuyện của ba người bạn thân thiết từ thời đi học: Hà Tiếu Nhiên, Tiêu Thượng Kỳ và Trần Phi Nhi. Hà Tiếu Nhiên đã yêu thầm Tiêu Thượng Kỳ suốt tám năm, nhưng không bao giờ dám thổ lộ. Cô thậm chí còn chứng kiến anh theo đuổi Trần Phi Nhi, và vì tình bạn, cô chọn cách chôn giấu bí mật trong lòng.
Một sự việc xảy ra ngay trước ngày tốt nghiệp đại học đã khiến tình bạn của ba người rạn nứt. Hà Tiếu Nhiên cảm thấy bị phản bội trong cả tình yêu lẫn tình bạn, và cô quyết định rời khỏi Thượng Hải để bắt đầu lại ở thành phố bên cạnh. Cô trở thành VJ của một chương trình radio đêm, và ba năm sau, cuộc sống của cô vẫn trôi qua bình yên.
Tiêu Thượng Kỳ sau đó cũng chuyển đến thành phố này với nhiệm vụ kinh doanh một khách sạn bốn sao đang gặp khó khăn. Khi hai người gặp lại nhau, những hiểu lầm và khúc mắc cũ vẫn còn tồn tại. Tuy nhiên, qua quá trình chung sống và trải qua nhiều thử thách, họ dần thấu hiểu và yêu thương nhau hơn.
Qua những tháng ngày vừa làm nhau đau cũng vừa quan tâm và bảo vệ lẫn nhau, Hà Tiếu Nhiên và Tiêu Thượng Kỳ đã tìm thấy tình yêu đích thực giữa cuộc đời.