《北京童話》講述了身患重癥的音樂制作人劉小峰(嚴寬)意外結識了白血病女孩朱珠(楊冪)，本已對生活感到頹然的小峰被活潑樂觀的朱珠感染，決心幫助朱珠尋找曾經鼓舞過她的著名歌手阿琳，兩人在尋找的途中漸生情愫，豈料阿琳卻正是小峰刻骨銘心的戀人，小峰正是因為罹患絕癥離開了她，卻遭來阿琳的誤會……不知情的朱珠在小峰的鼓勵下回醫院接受了骨髓移植手術，手術成功的朱珠睜開眼卻再也看不到小峰，只有小峰留下記載著這段童話的畫冊和兩人的歡聲笑語回蕩在山谷中……