四川省遂寧市郊有一個女孩李鵑，在城里念大學，突然得了重病。在學校幫助下，勉強做完了第一期手術，確診是白血病。趕來的李鵑父母非常著急，但是他們都是農村人，根本沒有多余的經濟持續治療。于是父母賣房貸款來醫治小孩的病，但是收效甚微。李鵑想到了自殺。醫生安慰她上白血病友網站，跟朋友聊天，學習其他人堅強的精神。李鵑由此認識了另外一個白血病男孩：俊峰。他們開始聯絡。就在父母包括家屬確認自己無法跟李鵑的骨髓配對時，家人決定把李鵑接回老家。在車站李鵑準備離開父母，自己去自殺，但是當她給俊峰打電話時，俊峰把她勸住了。 回到老家不久，父母想起來他們在22年前抱養出去了李鵑的妹妹，于是希望又出現了：大家都希望找到人并希望妹妹與李鵑的骨髓配對。在報社的幫助下，妹妹找到了。經過醫院檢查，骨髓正好配對，可以移植給姐姐李鵑。那邊俊峰也傳來好消息說：中華骨髓庫的配對骨髓找到了。于是電視臺請他們去做節目，希望發動社會廣泛捐款。但是俊峰卻得到了不到5萬，而李鵑捐款達到了11萬。俊峰沒錢做不成手術，想到了自殺，李鵑于是設立了電話熱線并取名彩虹熱線，專門幫助其他白血病人鼓足意志，抗衡病魔。但是俊峰聽不進去他的勸解，幾次絕食，斷醫。也就在此時，錢和骨髓都不成問題的李鵑卻遭遇了危險一幕：因為妹妹似乎是懷孕了，鄉下做化療的好心醫生告訴她如果妹妹果真懷孕，那么李鵑的手術就做不成了，因為骨髓在三年之后才能移植。李鵑和母親非常著急，他們很快確認妹妹的確是懷孕了，省城專家也肯定了鄉下醫生的說法。 遭此打擊，母親決定勸妹妹打掉嬰兒。但是妹妹卻是因為多年未懷上小孩，這次懷孕也是來之不易。兩難之下，妹妹還是決定不要小孩，保住姐姐李鵑順利進行手術。但是就在她回去和婆婆商量時，婆婆卻不同意，很快找人把她轉移到了一個偏僻的親戚家，讓她不再靠近姐姐李鵑一家。母親非常氣憤，準備讓報社報道此事，借以批判妹妹只顧自己的行為。但是李鵑理解妹妹，她勸解母親妹妹也很不容易。她一直不把記者的電話告訴母親。與此同時，李鵑作出了一個大膽的決定，繼續開辟彩虹熱線，同時把自己得到的捐款11萬全部無償轉捐給因為治療費發愁的俊峰，讓他盡快完成手術。但是父母非常不同意：因為李鵑并不是放棄治療了，她的后續化療也要錢。但是在社會討論下，父母最后支持了李鵑的決定。 然而，俊峰得知這一情況，卻并不愿意接受這11萬捐款。到后來，俊峰接受了這筆捐款，同時將李鵑父母認為自己的親身父母。到這個時候，妹妹已經打不掉孩子了，她與婆婆和李鵑與母親都達成了諒解和理解。然而，出人意料的是，俊峰接受11萬捐款后，最后卻因為排異反應死在了手術臺上。最近，李鵑又準備走上手術臺，這個彩虹女孩再次得到了社會捐款，她的妹妹的骨髓可以進行移植了。