《天下掉下个琳妹妹》剧情讲述了一个哥哥与妹妹的故事，聪明调皮的哥哥张大林，因为一篇作文而对电脑许下了假如我有一个妹妹的愿望，不料愿望成真。
在影片中美代童星陈朵怡饰演妹妹-陈小琳。她的突然出现使哥哥张大林不能接受并充满了防备和抵触。妹妹张小林因为张大林的愿望而出现在这个世界上，她自己并不知道自己是一个虚幻的人物，坚定地相信着自己是张大林的妹妹；她聪明善良、可爱机灵，还有点胆小，喜欢并深深依赖信任哥哥。
通过与哥哥张大林相处的点点滴滴，帮助哥哥成长、解开哥哥内心多年的心结、教会了哥哥学会关爱他人，最终哥哥喜欢上了这个虚幻的妹妹，并从心底真正接纳了妹妹。然而就在这时，妹妹消失了，一切仿佛一场梦。妹妹消失后，张大林十分伤心，张小琳的出现帮助他成长，让他领悟到了亲情和兄弟姐妹的意义，幸好这一切只是虚幻，一切都来得及马上开始。
