《大烟山之恋：国家公园浪漫史》讲述了海莉（凯贝尔饰）与罗布（罗里格饰）的故事。两人曾是高中时期的恋人，如今在大烟山国家公园参与考古研究小组的野外发掘工作。罗布主动试图与海莉重新建立联系，唤回昔日的感情，但海莉始终没有完全释怀罗布曾经的背叛。大学四年级时，海莉曾申请一项研究经费，最终获资助的却是罗布。此后，两人再未联系，如今重逢，海莉决定保持专业态度，专注于眼前这处令人兴奋的考古现场。
随着共同探索公园，两人因对自然与历史的热爱逐渐重新靠近。然而，当海莉在一处洞穴中发现象形文字，并推测这可能与传说中的切罗基钻石有关时，罗布开始有些跟不上她充满冒险精神的步伐。更复杂的是，他们发现自己再次成为同一项研究经费的竞争者。两人携手寻找洞穴，最终逐渐明白，旅程本身或许比目的地更重要，而重新寻回的爱情也比任何研究资助都更加珍贵。
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