《脑洞少女》是一部充满奇幻色彩的都市喜剧片。女主角罗曼蒂是个爱幻想的大四学生，失恋当天一脚踢飞可乐瓶，不料瓶子砸中玄彬的限量跑车，导致车辆撞毁。面对十五万索赔，她被迫签下《24小时贴身保姆契约》，搬进玄彬家中。

契约要求她全天候待命，从做早餐、熨西装到假扮女友应付相亲，罗曼蒂的脑洞幻想常常把现实搅得一团糟。玄彬表面高冷毒舌，却在她被欺负时默默出手。两人从互怼冤家到渐生情愫，罗曼蒂发现玄彬的冷漠背后藏着温柔。

影片用夸张的幻想桥段和密集笑点，展现一段由车祸引发的欢喜姻缘。当契约到期，罗曼蒂准备离开时，玄彬却拿出新合同——这次是终身保姆，不过身份换成了女朋友。