影片改编自真人真事。时隔十七年，丁一舟凭借在微博上的796次点赞，终于获得了儿时女神赖敏的邀约。两人相谈甚欢，然而就在丁一舟沉浸于重逢的喜悦时，赖敏却突然不告而别。偶然发现赖敏的心愿单后，丁一舟一路追寻，才得知她患上了“企鹅病”——一种发病率仅为十万分之三的绝症。
为了帮助赖敏完成环游中国的愿望，丁一舟骑着自行车，拉着轮椅，带上赖敏和她的爱犬阿宝，从柳州出发，踏上了一段充满未知的旅程。他们先后经过云南、湖南、安徽、甘肃、青海等地，途中结识了迷失自我的酒吧歌手、始终坚守承诺的退役消防兵、千里赶来报恩的富二代公子、相依为命的直播兄弟，以及对两人关系心存质疑的记者，还有苦苦维系学校的扎西母子等形形色色的人。旅途中，他们不仅不断升级装备，还收养了流浪狗阿吉。
一路走来，两人经历了爱与孤独，也面对过误解与风波，最终抵达拉萨。布达拉宫广场前，丁一舟拿出早已精心准备好的戒指，向赖敏求婚。
