Ngược chiều nước mắt xoay quanh câu chuyện về gia đình ông Lâm (NSƯT Hoàng Hải) cùng với ba người con: Thành (Mạnh Trường), Sơn (Hà Việt Dũng) và Trang (Phan Minh Huyền).[3]

Bất ngờ xảy đến khi Sơn phải kết hôn với sinh viên của anh là Mai (Phương Oanh) vì trót làm cô có bầu. Cuộc hôn nhân gượng ép này ngay từ đầu đã không có hạnh phúc. Thế nhưng, trớ trêu ở chỗ người anh trai cả là Thành lại từng là mối tình đầu của Mai. Một hiểu nhầm đã xảy đến khiến cả gia đình riêng của Sơn và Thành đều lao đao.

Thế nhưng, Thành - cậu con trai cả của gia đình thì lại ngay từ đầu đã có một cuộc sống gia đình không hạnh phúc. Làm một kỹ sư nông nghiệp, với đồng lương ít ỏi của mình, cộng thêm việc vợ ra ngoài làm việc và có những thành tựu, sự nghiệp cho riêng mình, luôn được nhiều người đàn ông chú ý đến, đã khiến cho anh luôn phải theo dõi để kiểm soát vợ, cộng với việc bị hiểu nhầm là có quan hệ bất chính với vợ của em trai, những việc này đã vô tình gây ra những vết nứt sâu sắc trong hôn nhân giữa hai người.

Đối nghịch với hai người anh cả, Trang - một cô gái sinh viên của đại học Y, là người cá tính và bướng bỉnh, đã vô tình yêu Hiệp (Phạm Anh Tuấn), một chàng trai ngổ ngáo và ăn chơi. Thế nhưng, sau một lần tai nạn xe, Hiệp đã ra đi và vì muốn có con với Hiệp, Trang đã quyết định sẽ thụ tinh nhân tạo để có thể nuôi con giữa cô và anh, điều này đã vô tình gây ra những định kiến về việc mang thai của người chết và sự tổn thương trong lòng Lực (Bình An) - người bạn thân luôn bên cạnh và yêu thầm cô.[4]

Những mối quan hệ chồng chéo, phức tạp của ba anh em đã đẩy cuộc sống gia đình vốn tưởng như yên ổn vào giai đoạn sóng gió chưa từng thấy.