电影《住在海边的猫头鹰》讲述了一段充满感动的故事，将观众带入了一个充满希望和爱的世界。影片的主人公郭天豪是一名内地青年，他的生活在一次意外的婚姻悔婚后发生了巨大的变化。郭天豪曾是一名动物饲养员，但因未婚妻的悔婚而辞职，来到了美丽的海南。他的目标是寻找儿时爷爷口中象征幸福的“会微笑的猫头鹰”
然而，在海南的平淡生活中，一位神秘女孩吴梦晨的出现打破了天豪的宁静。吴梦晨的个性勇敢、大胆，对大自然充满敬畏和尊重，她的存在让天豪的生活变得不再孤单。两人之间逐渐建立了深厚的感情，彼此相互了解和倾心相爱。
然而，命运并没有对他们垂青，梦晨却突然消失了。原来，吴梦晨是一名患有XP症的患者，她的寿命只有7300天，而且不能见阳光。尽管如此，她为了实现和天豪的承诺，第一次也是唯一一次，冒着巨大的风险，迎来了初升的太阳。当天豪得知她的病情后，决心用自己的爱来拯救她。于是，一场盛大的婚礼筹备开始，准备在海边举行，所有人都为他们的爱情祝福。
然而，命运的捉弄却在婚礼前夕出现了戏剧性的转折，新娘吴梦晨却神秘失踪。这一突发情况让天豪陷入了巨大的困境，但他坚信爱能够战胜一切。
