梁宇方原本不打算出席酒店十五周年庆酒会，然而命运安排下，他与好友阿泰在逃离酒店时与向天微相遇。两人因误会而发生争执，却也埋下了爱情的种子。梁宇方的个性自然大方，对马儿有着深厚情感，而向天微的弟弟向天笑，患有高功能自闭症，热爱马儿，却因此误会了梁宇方，两人再次冲突。
酒店董事长梁泽发现梁宇方缺席酒会后，对宇方不满。宇青，梁泽的姐姐，为了保护宇方，安排他化名为实习生，从酒店基层做起。得知梁泽病情后，宇方不得不接受宇青的安排。
向天微的父亲向荣嗜酒如命，好赌成性，因此妻子杨燕不幸遭遇车祸去世。天微不得不承担起家庭的责任，却因与梁宇方的相遇而失去了打工机会。后来，通过老友雷公（雷宏）的帮助，她找到了酒店点心房的工作。
天微和梁宇方不断遭遇挫折，但天微乐观坚强，逐渐克服困难。在酒店中，她遭遇黄总和女客薇薇安的不公待遇，但宇方总是站在她这边，帮助她，两人逐渐产生了深厚的感情。宇方为天微洗脱冤屈，最终让她回到酒店，进入客房部工作。
梁宇方在酒店的世光部门实习，与邵曦有了良好的互动。邵曦受宇青委托，知道梁宇方的真实身份，对宇方特别照顾。然而，宇方的心中早已对天微产生了深厚的情感，而没有将邵曦放入心中的空间。
天微也渐渐察觉到宇方在她心中的重量，这让雷公感到难过。然而，经过多次交手，雷公无法战胜宇方。天微之所以喜欢上宇方，除了宇方在关键时刻帮助她，还有宇方的童心和他与自闭症的天笑的默契。
就在宇方为天笑的梦想搭建梦想城堡时，两人在夜空下确认了彼此的感情。然而，梁宇方的身份被媒体揭露后，天微对宇方的真诚产生了质疑，梁泽、宇青也对宇方与天微的关系表示反对。天微和宇方被迫将感情地下化，天微也面临同事的冷言冷语和异样眼光。
天微的歌唱才华被唱片公司制作人康文发掘，决定好好培养她成为歌星。然而，签约意味着暂时与宇方分开，这让天微犹豫，但为了获得梁家的认可，她决定接受这个机会。对宇方来说，这让他感到痛苦，同时也察觉到康文的成熟和稳重，使他感到了威胁。
梁泽的病情每况愈下，宇方不得不接受梁泽唯一的愿望，即希望宇方与邵曦结为连理。这个遗愿成为压倒骆驼的最后一根稻草，天微和宇方不得不忍痛告别。
经过两年的等待，天微在三亚铂尔曼酒店的宴会厅中举办新专辑的促销发表会。在演唱完毕的一刻，宇方出现在天微的视线中，对他微笑。天微也回以微笑，这个笑容见证了他们经过时间的考验，依然保持着最初的温暖。
《微笑在我心》讲述了一段发生在五星级酒店的“恋曲”，明道出演一家五星级饭店的二代继承人“梁宇方”，因为不满家族的安排而从酒店的底层做起，偶遇在酒店工作的“贫家女”向天微（张嘉倪饰），两人的初次相遇竟是撞了个人仰马翻。
