梓明妈妈袁博士是位著名的基因科学家，对梓明（梁哲饰）的学习和生活要求都很严格。在妈妈车祸去世后，她生前所在生物公司将一名带有袁博士基因的“仿生人妈妈”009号（谢林彤饰）交给梓明，并订立了严格的考核要求。梓明把009号带回家，为了通过生物公司的考核，梓明在“带妈”的过程中险象迭出，幸有好朋友荣亮（谷昊峰饰）和他的妹妹萱萱（钟熠璠饰）帮忙，三个小伙伴带仿生妈妈一起克服了种种困难，探寻“爱和成长”的真谛。

上世纪80年代初，刚从大地震中痛失双亲阴影中走出来的佟家三兄弟，又失去了一直照顾他们的大姐，因难产去世的大姐给三兄弟留下了一个小女孩。大哥佟家庚坚持要自己抚养，女朋友离他而去，二弟佟家阳又因故意伤人而入狱，所有压力都压在佟家庚的肩膀上，既要工作，还要照顾女孩和上学的三弟佟家良。佟家庚没有叫苦和放弃，凭着顽强的毅力，磕磕绊绊中，佟家庚终于把这个大家庭带入了正轨。佟家庚和喜欢他的姑娘贾丽红成了家，佟家阳也出狱了，小女孩也长大上了高中。现在佟家三兄弟面对的是女孩成长的烦恼，三兄弟每个人都有自己教育孩子的方式，可

电影讲述了因意外失去妈妈的初二男生赵梓明，领养了一名带有妈妈基因的仿生机器人妈妈的故事。为了通过生物公司严格考核要求，梓明在“带妈”的过程中险象迭出，幸有好朋友荣亮和他的妹妹萱萱帮忙，三个小伙伴带仿生妈妈一起克服了种种困难，探寻“爱和成长”的真谛。