高冷学霸哥哥时晏与学渣元气妹妹时雨，因父母常年在国外出差，被迫“相依为命”。哥哥担任妹妹的“全科家庭教师”，而妹妹则负责哥哥的“生活情感讲师”。两人在一场场爆笑的“授课”中，从互相嫌弃到彼此依赖。哥哥教会了妹妹如何解二次函数，妹妹教会了哥哥如何交朋友、如何笑、如何在16岁的年纪，像个真正的少年那样去热爱生活。
时雨在期末考数学时，突然发现最后一道大题的解法正是哥哥昨晚逼她做了20遍的变式。她哭着写完，交卷后第一个冲出教室，扑进在走廊等待的时晏怀里：“哥！我可能会及格！”
时雨和哥哥打赌，如果她在体育祭上跑进前三，哥哥就得答应参加校园歌手大赛。结果时雨摔了一跤，爬起继续跑，拿了第三。时晏无奈上台，用一首跑调的《小星星》赢得了全场掌声。
时雨帮同学递情书给哥哥，时晏看都没看就退回：“你写的东西，字太丑，看不下去。”时雨急得跺脚：“又不是我写的！”时晏：“哦，那就更没必要看了。”
时晏因一道题讲了三遍时雨还不会，气得撕了草稿纸。时雨默默捡起来拼好，在上面画了一个笑脸：“哥，你生气的样子，很像一只炸毛的猫。”时晏忍不住笑了。
时雨发现哥哥收到女生的表白短信，于是主动提出“恋爱实战授课”。她拉着他去游乐园、逛庙会、看烟花，结果哥哥全程只顾着给她扇风递水，完全无视了其他女生。
时晏第一天当“家庭教师”，在黑板上写下“定义域”三个字，时雨就趴在桌上睡着了。他沉默片刻，默默把空调调高，然后轻轻给她披上了自己的外套。