Genius Girlfriend, üstün zekâsıyla dikkat çeken Lin Zhi Xia, düşüncelerini doğrudan söyleyen ancak insan ilişkilerinde ne yapacağını pek bilemeyen genç bir kızdır. Çocukluğundan beri yakın bir arkadaş edinemeyen Zhi Xia'nın hayatı, eyaletin en başarılı lisesine başlamasıyla değişir. Yeni sıra arkadaşı, okulun neşeli, popüler ve herkesle kolayca iletişim kurabilen öğrencisi Jiang Yu Bai olur. Jiang Yu Bai, Zhi Xia'yı kendi arkadaş grubuna dahil ederek onun ilk kez gerçek bir sosyal çevre edinmesine yardımcı olur. Zhi Xia da karşılığında derslerinde ona destek verir. Birlikte kulüp faaliyetlerine katılan, bir dolandırıcılık vakasının çözümünde rol alan ve matematik olimpiyatlarında yan yana mücadele eden ikili, zaman içerisinde birbirlerinin en yakın arkadaşına dönüşür. Ancak Jiang Yu Bai için bu bağ giderek arkadaşlığın ötesine geçmeye başlar. Zhi Xia prestijli bir üniversiteye kabul edildiğinde Jiang Yu Bai sonunda duygularını açıklamaya hazırlanır. Fakat annesinin karıştığı bir skandal, onu beklenmedik biçimde şehirden ayrılmaya zorlar ve ikilinin yolları tam her şey değişmek üzereyken ayrılır. Genius Girlfriend, arkadaşlıkla başlayan bir bağın yarım kalan ilk aşka dönüşmesini ve iki gencin yeniden birbirlerine ulaşma mücadelesini konu alıyor.
