《初夏满天星》讲述了林初夏与沈星野跨越十年的青春羁绊。高中时期，林初夏是文学社的才女，沈星野是摄影社的怪才，两人因一次校园采风活动相识相知。然而毕业前夕，一封被误传的情书和一场家庭变故，让沈星野不告而别，林初夏带着遗憾考入戏剧学院。

十年后，林初夏成为挣扎在温饱线的编剧，沈星野则从国外归来，已是小有名气的摄影师。两人在一次影视项目的剧本会上意外重逢，沈星野主动提出为林初夏的剧本提供视觉概念支持。合作过程中，两人从最初的尴尬试探到逐渐敞开心扉，林初夏发现沈星野当年离开是因为父亲重病需要巨额手术费，他不想拖累她。而沈星野也得知林初夏一直保留着他送的那台旧相机。

就在两人感情升温之际，林初夏的剧本被知名导演看中，但要求她跟随剧组去外地封闭创作三个月。同时，沈星野收到国际摄影展的邀请，需要长期驻留海外。面对事业与爱情的再次抉择，两人在初夏的星空下坦诚相对。最终，沈星野选择推迟出国，陪林初夏完成剧本；而林初夏也在剧本中写下了属于他们的故事。结局中，两人在满天星花海中确认彼此，决定不再错过。