2062年R博士制造出的人工黑洞吞噬了一切，他为了改变现状开始制造超能机器人。R博士通过人类大脑和机器人的融合，在2066年成功制造出了超能机器人燃，然而复活的燃仍旧带着自己所有的记忆。R博士希望燃能够回到过去杀死自己，阻止人工黑洞的诞生，不料燃擅自修改了时空穿梭时间。回到2012年的燃进入WJC学院读书，与林大鱼、王小如成为了同学。

新生校花评选即将开始，每一个男生都拥有投票权，大鱼发誓一定要追到校花。燃询问小如对大鱼的看法，她鼓励小如追求大鱼。篮球场上男生用篮球偷袭燃，却不慎误伤小如，燃暴怒打伤了男生。上官虹为了替手下讨公道向大鱼宣战，两人立下约定在格斗社擂台一决胜负。燃帮助大鱼进行特训，不料在擂台上大鱼仍旧打不过上官虹。

大鱼用燃传授的方法出拳，成功击败了上官虹和巴达金刚。曹天和颜子琳现身格斗社，燃担心大鱼爱上颜子琳会悲剧重演，为了防止两人见面她出手打晕了大鱼。大鱼独自在教室醒来，他回到格斗社寻找外套时对颜子琳一见钟情。燃倾力阻止大鱼爱上颜子琳，她鼓励小如向大鱼示爱，不料小如在告白途中撞见大鱼给颜子琳送花。

燃为了说服小如继续追求大鱼，她主动曝光了自己的身份。燃坦言称自己是未来的大鱼，因为与颜子琳纠缠最终跳楼自杀，这次回来是为了防止悲剧再生。小如将燃的身份告诉了郝自豪，郝自豪受到惊吓。大鱼追求颜子琳的事被曹天得知，曹天命手下去教训大鱼。保卫科科长出面阻止学生打架，但他故意偏袒曹天，幸好校长并未追究。

夜里燃使用暴力逼迫保卫科主任坦白自己与曹天的关系，并将罪证拍成视频交给校长，保卫科主任因此被学校辞退。大一新生晚会即将开始，小如与燃决定表演器乐合奏。燃通过异能帮助小如演奏古筝，而她自己则演奏钢琴，两人配合默契惊艳全场。晚会现场男生们暗中进行校花选举，大鱼看到小如的表演后将票投给了小如。

在采访环节燃鼓励小如勇敢表白，不料小如由于过敏陷入昏厥。大鱼责备燃给小如使用了劣质化妆品，燃这才意识到是颜子琳动了手脚。大鱼给颜子琳发的示爱短信被曹天发现，开学后曹天的手下殴打了大鱼。大鱼为了给颜子琳挑选礼物向小如借钱，在得知小如身无分文后满心不快。回家后小如将钱交给了大鱼，大鱼给颜子琳购买了新款手机。

曹天为颜子琳举办生日宴会，大鱼受邀到场。颜子琳谎称只要大鱼当众念情诗，她就会与大鱼谈恋爱，事实上这一切都是曹天的阴谋。大鱼不知有诈当众表白，随后曹天与颜子琳拥吻宣示主权，大鱼惨遭羞辱。小如与郝自豪现身解围却遭到刁难，关键时刻戴面具的燃出面带走了众人。亚米遭到黑哥的威胁，她请求黑哥帮忙对付燃。

燃将大鱼带到了自己居住的地方，并坦白称自己是五十年后的大鱼，然而大鱼并不相信。燃将自己的能量制成超级芯片命大鱼服下，但大鱼仍旧没有超能力，燃怀疑这与大鱼的身体素质有关。燃开始加强大鱼的体能训练，并通过泡澡的方式进行强化。夜间大鱼趁燃不备欲翻窗逃跑，燃发现后满心失落决定放他离开。

燃告诉了大鱼第二天的彩票中奖号码，但大鱼并不相信。大鱼收到燃转交给他的安全帽，他不理解燃的用意。由于燃请了病假，大鱼在学校内遭到亚米的欺负。大鱼意外发现了彩票中奖信息，他这才知道自己误会了燃。燃使用异能营救小如，却由于能量耗尽陷入昏迷。燃无法再使用超能力，大鱼终于认识到自己的错误。

林大鱼派郝自豪跟踪曹天寻找曹家住址，反被自豪坑走一只烧鸡。林大鱼突然变胆大，持械闯进包间殴打曹天。郝自豪对有所改变的大鱼身份质疑，俩人遭到路人的无情嘲笑。大鱼打完篮球与自豪等人去洗澡，却遭到曹天的报复手臂受伤。燃初次拜访林家，熊妈对燃赞不绝口。林大鱼动用超级芯片为大家奉上美味，一家人其乐融融。

燃约王小如出来，告知未来她即将遇到的危险。燃耗损自己的能量再次制作超级芯片，希望能够保护小如。林大鱼因为燃的多次出手相助而表达感谢，拥抱她的一瞬间感觉非常异样。郝自豪约小如一起打台球，小如无意间的深情使一起来玩的黄小明感到心动。燃带着大鱼去训练，竟意外解救了一位被绑架的美女。

燃因为大鱼帮美女而吃醋，帮他包扎伤口时的手法竟与王小如一模一样。曹天带人再找大鱼麻烦，却被拥有超级芯片的大鱼全部打倒。颜子琳前来篮球馆找林大鱼，送纸条相约夜晚的小树林。林大鱼如期赴约，听到了梦寐以求的颜子琳的告白。

林大鱼欲吻颜子琳，却被巡查的刘老师打断。第二天学校通报批评，林大鱼与颜子琳成了热议话题。大鱼被关入校长小黑屋，郝自豪和王小如担心不已。小如独自在天台发呆，大鱼无意间的心声让她害羞不已。米亚受曹天雇佣前来寻衅，却被脱胎换骨的大鱼全部放倒。小如去找燃倾诉烦恼，燃的话语让她暖心不已。

林大鱼与燃找黑哥一伙去训练，黑社会再次被大鱼完虐。大鱼向燃借跑车开往学校引起巨大轰动，他在众人的羡慕中带颜子琳出去浪漫约会。郝自豪与小如聊天八卦，觉得燃更关心小如。小如因为低血糖再次病倒，接到燃的求助却不顾身体急忙赶去。燃的住处失火导致她的能量无法保存，众人连忙灭火抢救。

林大鱼与小如几人反复商量如何为燃补充能量，却被郝自豪点破大鱼喜欢王小如。为了帮助林大鱼成功完成研究生考试，小如展现装病的神演技成功将他驯服。颜子琳与大鱼去游戏厅玩缓解情绪，却遇上了前来下战帖的曹天。大鱼应下挑战决定与曹天以考试定胜负。颜子琳暗中与曹天合谋，欲要对付林大鱼。

林大鱼前往医院陪护小如的行为让颜子琳生气，也让大鱼逐渐明白了对小如的感情。大鱼奉命前去找黑哥一伙训练，却发现整个黑社会团体因为害怕他而夹道欢迎。燃即将陷入深度睡眠，将自己的身份告知了小如。原来她不是五十年后的林大鱼而是小如本人。曹天与颜子琳相见，决定谋划夺取小如身上的超级芯片。

吴梅朵在相册中发现大鱼，决定转学进入WJC学院。小明与小如遭到绑架，自豪向大鱼求助，却被依旧生气的大鱼挂断。亚米对小如进行严加拷问，欲要夺取超级芯片。燃感知到小如遇到危险，决定不顾一切前去救援。暴走的燃追赶颜子琳，却遭到大鱼不明真相的拦截。大鱼出手被弹走险些丧命，燃耗尽最后一丝能量相救自己却损耗过度消失了。

燃的消失让林大鱼十分想念，王小如也因为同学们不明真相的议论而难过不已。林大鱼生日的那天，小如将燃早已准备好的摩托车送给了他。吴梅朵对于大鱼没来上学十分担心，悄悄跟踪小如和郝自豪却发现了绑架她的黑社会。林大鱼在网吧醉生梦死十分颓废，这让小如和郝自豪十分担心。熊妈带着大鱼去见舅舅来为研究生考试做准备，却偶然遇到了吴梅朵和她的父亲。

吴梅朵告诉父亲大鱼就是自己的救命恩人，吴父将熊妈和大鱼请走去单独相聚，这让盛气凌人的大鱼舅舅一家十分尴尬。林大鱼返回校园却遭到了刘老师的密切关注，因为吴梅朵是校董的女儿而害怕大鱼再惹麻烦。小如与大鱼在烧烤摊上喝酒聊天，小如对大鱼这种颓废的状态终于表达出了不满。大鱼开始尝试吃榴莲，告诉小如为了燃他愿意做出改变。林大鱼约见了颜子琳，将感情一刀两断。

曹天约黑社会来学校堵大鱼，黑哥看到是林大鱼却吓得急忙溜走。林大鱼为了完成与曹天的赌约决定去图书馆自习，却没曾想接到了王爸突然晕倒的消息。林大鱼如约参加研究生考试，当他发现自己做过的题与试卷一模一样时，顿时明白了燃的苦心。想起燃曾经为了他的一幕幕，林大鱼痛哭流涕悔恨当初。曹会长因涉嫌绑架而被调查，曹天终于失去了唯一的光环。颜子琳要挽回林大鱼，却遭到其无情拒绝。

小如请班上同学聚餐，吴梅朵趁机接近林大鱼。林大鱼对王小如袒露心声，觉得自己真心爱上了燃。小如表示愿意牺牲自己换回燃，遭到了林大鱼的大声呵斥。小如整理东西发现燃留下了的书信和一份美国大学的邀请函，让小如自行选择要过的人生。吴梅朵办了高级派对，当场向林大鱼表白。王小如不愿大鱼为难，送上祝福决定出国。

郝自豪不忍大鱼一无所知，告知了燃和王小如之间的关系。大鱼幡然悔悟了自己的情感，主动留住王小如并告白。上官虹向林大鱼约战，却被他再次溜走。校园篮球赛由于郝自豪的受伤陷入危局，林大鱼在刘老师的条件引诱下被迫上场并且锁定胜局。王爸与熊妈有心促成大鱼和小如两人，却被大鱼告知两人正在恋爱而惊讶。林大鱼与小如的同居生活即将开始，大鱼却躲在卫生间十分踌躇。

曹天派人绑架颜子琳，欲要对背叛了自己的她施以惩罚。林大鱼收到超级芯片的信号反应而及时赶到，小如趁机救下了颜子琳。曹天将王小如挟持，使林大鱼不敢还手遭到殴打。小如看到大鱼受伤昏迷，吸收芯片觉醒了超能力。曹天眼见不敌将大鱼拖下楼顶，小如为了救回挚爱而使自身跌下楼去，大鱼悲伤不已追随而去。

王小如的去世和林大鱼的昏迷让一家人难以接受，吴梅朵接到美国康复中心电话得知大鱼苏醒，众人激动难以控制情绪。吴梅朵悉心照料林大鱼，将心底的情感表达了出来。超级电脑得到重启，使林大鱼彻底恢复了神智。林大鱼向世界呼吁对人工黑洞的开发，世界末日得到阻止。林大鱼依靠超级电脑的数据重新建造时间虫洞，灵魂穿越回到2012年，与燃和王小如再次相遇。