Love Phobia đan xen giữa hai thế giới tưởng chừng không thể hòa hợp: Nguyễn Minh, CEO lạnh lùng của một công ty hẹn hò thực tế ảo, và Linh Chi, nhà văn trẻ viết truyện giả tưởng nhưng mất phương hướng trước bất kỳ chuyện tình cảm thực tế nào. Minh xây dựng đế chế công nghệ kết nối tâm hồn bằng thuật toán, thuyết phục mọi người rằng tình yêu chỉ là phản ứng hóa học có thể đo đếm và kiểm soát. Nhưng sự thật, anh trốn sau cỗ máy AI để khỏa lấp nỗi sợ chạm vào cảm xúc thật sau mối tình tan vỡ thời sinh viên. Trái lại, Linh Chi dành cả thanh xuân sống trong thế giới hư cấu, đến nỗi một lời tỏ tình thực tế cũng khiến cô bối rối như đứa trẻ lạc đường.
Xung đột bùng nổ khi cặp đôi buộc phải hợp tác để phát triển một chương trình hẹn hò AI mới. Minh kiên quyết dùng logic và data để viết nên kịch bản yêu đương hoàn hảo, trong khi Linh Chi vô tình phá vỡ mọi phương trình bằng những hành động bản năng khó đoán. Căng thẳng leo thang thành những cuộc tranh cãi chua chát: một bên châm biếm tình cảm là thứ mơ hồ vô nghĩa, bên kia thách thức sự lạnh lùng giả tạo. Nhưng chính lúc mạng lưới AI gặp trục trặc, buộc họ phải tự trải nghiệm các buổi hẹn hò thử nghiệm, Love Phobia mới thật sự lộ diện. Những va chạm vụng về khi cùng nấu ăn, những khoảnh khắc im lặng đầy ám ảnh trong phòng làm việc khuya, hay cái nắm tay bất ngờ khi Linh Chi suýt ngã trên cầu thang - tất cả xé tan lớp vỏ phòng thủ của cả hai.
Khi chuỗi lỗi của hệ thống AI dẫn họ đến một căn nhà gỗ xa thành phố, nơi mọi công nghệ đều vô dụng, sự thật mới phơi bày: Minh luôn ghim sâu nỗi sợ bị bỏ rơi còn Linh Chi chôn giấu nỗi cô đơn sau nụ cười lạc quan. Trong đêm mưa gió, lần đầu tiên họ ngồi kể về những vết nứt trong quá khứ mà chưa từng thổ lộ cùng ai. Đam mê kiểm soát mọi thứ của Minh dần tan chảy trước sự chân thành hồn nhiên của cô gái luôn tin vào điều kỳ diệu. Còn Linh Chi nhận ra cảm xúc thực sự đau đớn, phức tạp nhưng cũng… rực rỡ gấp vạn lần những tình tiết cô từng tưởng tượng. Giữa mớ hỗn độn của trái tim không tuân theo bất kỳ thuật toán nào, Love Phobia chuyển mình thành hành trình lạ lùng nhất họ từng trải qua - nơi kẻ sợ yêu và người không biết yêu cùng học cách để cho trái tim dẫn lối.
