《亲爱的伽利略》围绕着两个女孩的故事展开。佳是个被男友抛弃的女孩，莫则是面临考试压力的学生，两人都陷入人生困境。为了摆脱现状，她们决定一起去欧洲旅行。在旅途中，她们遭遇了各种状况。在罗马，她们弄丢了护照；在阿姆斯特丹，又遇到了奇怪的人。不过，这些经历也让她们不断成长。佳逐渐从失恋的阴影中走出来，变得更加坚强独立；莫也学会了勇敢面对生活的挑战。旅途中，两人相互扶持，友谊愈发深厚，最终她们带着满满的收获回到家乡，完成了一次自我的蜕变与成长。