《铁面歌女》中，富家公子白一鸣（陆毅饰）风流潇洒，流连花丛，却从不把甜言蜜语当真，更不愿为任何感情承担责任。一次意外中，他被善良纯洁的乡村姑娘胡音音（张娜拉饰）救助，两人因此结缘。事后，胡音音发现自己怀上了白一鸣的孩子，便辗转来到大城市寻找他。
初到都市的胡音音得到江湖艺人陶大为（于荣光饰）的帮助。为了抚养灵灵和巧巧这两个孩子，她不得不抛头露面，以卖唱维持生计。她原本满怀希望地寻找负心的白一鸣，却在接踵而来的磨难中一步步陷入人生低谷。这个戴着面具、命运多舛的女人，只能独自追寻那份虚无缥缈的幸福。
