Phim "Yêu Nhầm Song Sinh" xoay quanh nhân vật Thẩm Tri Thu, một ca nữ xinh đẹp, quyết định khám phá sự thật về việc bị chị gái bỏ rơi khi còn nhỏ. Để thực hiện kế hoạch của mình, cô tìm cách tiếp cận cậu chủ nhà họ Doãn, nhưng lại vô tình đính hôn với cậu ba Doãn Hành. Trong bối cảnh gia đình đầy nguy hiểm của nhà họ Doãn, Thẩm Tri Thu và chị gái phải cứu giúp lẫn nhau để giải quyết mọi hiểu lầm. Qua quá trình này, mối quan hệ giữa Thẩm Tri Thu và Doãn Hành từ chỗ lợi dụng nhau dần chuyển thành tình yêu chân thật. Cuối cùng, hai người cùng nhau hợp tác trong một kế hoạch trả thù đầy kịch tính, mang lại những bất ngờ thú vị cho khán giả.