电影改编自畅销华裔作家邝丽莎的小说《雪花与秘扇》，讲述了中国古代和当代两个女人之间一段悲伤而委婉的情感故事。
　　现代故事中，女主角索菲娅（全智贤 饰）与尼娜（李冰冰 饰）是要好的朋友，经常在一起玩耍、学习。一次偶然机会，苏菲从姑姑口中听到一个故事：“很久以前在乡下，年轻的同龄女孩会彼此发誓成为老同。这是女人间最亲密的关系，甚至超越夫妻、姐妹。彼此沟通是靠写在扇面上的一种秘密语言，这就是女书。” 相知又相惜的索菲娅与尼娜在姑姑的主持下结为老同，发誓彼此为对方一生最衷心的伙伴。
时间回到1800年中期的一个湖南小镇，那里住着两个美丽的小女孩，莉莉(李冰冰饰)和雪花(全智贤饰)。年轻的时候，他们成了老朋友，用女剧本告诉对方自己的真实感受。随着年龄的增长，两人结婚生子。原本一贫如洗的莉莉，因为出众的长相和完美的脚嫁入豪门；然而，出生在一个富裕家庭的雪花，被她父亲吸食鸦片所打倒，嫁给了一个乡村屠夫(吴江饰)。莉莉的丈夫父母双亡，她自然成了当地最有权势的村长妻子；雪花在艰难的生活中挣扎，还要承受失去孩子的痛苦。为了照顾雪花，莉莉恳求她搬出屠夫的房子，和自己住在一起。雪花渴望爱自己的丈夫，拒绝了莉莉的好意。莉莉意识到他们的友谊已经疏远，不再是小时候那种纯粹的友谊。她很生气，拒绝再和雪花来往。
　　误会最终还是在雪花临死前化解开了，两人深厚的友谊使百合最终意识到老同的真情，女书的真意。
原来索菲亚是雪花的后代，而索菲亚和妮娜是现代版的雪花和莉莉。两位女主人公的成长也经历了同样的心路历程。故事从索菲亚突如其来的车祸和昏迷开始，迫使妮娜开始回忆两人的细节，为的是找出索菲亚车祸的原因。
　　尼娜细细地回味自己和索菲娅少女时真挚的友谊：自结为老同，纵然俩人家庭背景极为悬殊，又有索菲娅后母的极力阻挠，她们彼此更惺惺相惜。尼娜为了索菲娅，甚至放弃考入清华的机会……
但是，随着他们相恋时的误会和猜忌，成了两个老人之间不可逾越的鸿沟。索菲亚的男朋友约瑟(休·杰克曼休·杰克曼饰)多次被尼娜拒绝，友谊再次破裂。在索菲亚车祸之前的很长一段时间里，他们都没有用女剧本联系过。
　　在寻找的过程中，尼娜发现了索菲娅的手稿《雪花与秘扇》，里面记录着索菲娅的祖先结为老同的感人故事。尼娜发现索菲娅一直承受着失去父亲和自己骨肉的痛苦，而尼娜是索菲娅感情唯一的寄托。庆幸的是，这段生死离别让尼娜再次感受到两人之间强烈而不可磨灭的友情。她再次鼓起勇气为索菲娅念出扇子最后一折的女书：“终其一生，我都在渴求爱，其实我根本不懂什么是发自内心的爱。老同的爱。这么多年没有你——是对我的惩罚……”电影最后，伴随着尼娜真心的倾诉声，索菲娅渐渐清醒。两人紧紧拥抱，现代版的老同终又团聚。