《全球热恋》是一部充满浪漫与甜蜜的电影，讲述了黄家三位性格各异的女孩在不同国度与宇宙中寻找爱情的故事。长女玫瑰（刘若英 饰）梦想着飞向太空，在一次偶然的机会下，她终于被选中成为宇航员，并将与旧爱迈克（郭富城 饰）共同执行任务。两人再次相遇，空间的狭小和任务的压力让彼此间的感情产生了微妙的变化。次女百合（桂纶镁 饰）为了追寻梦想，独自一人前往悉尼打拼。然而一次偶然的机会，她竟然与一位垃圾工人Johnny（陈奕迅 饰）相遇，后者因为对清洁工作的自豪感而与百合擦出了不一样的火花。在这场爱情的冒险中，百合是否能够克服内心的洁癖，勇敢地追求真爱？小女儿牡丹（Angelababy 饰）则是一名炙手可热的电影明星，她渴望体验普通人的生活，便决定暂时放下名利，在一家咖啡馆里体验平凡的日子。在那里，她邂逅了才华横溢但怀才不遇的青年作家闻风（井柏然 饰）。两人之间的故事充满了浪漫与挑战，他们将如何在忙碌与平凡中找到属于彼此的爱情？在这场跨越时空的爱情旅程中，《全球热恋》不仅展现了不同背景下人物的爱恨情仇，更探讨了现代都市男女对于爱情与自我实现的追求。
