《蓝色生死恋》讲述的是两个女孩被抱错，后来被发现从而各自展开了一段不一样人生的故事。
生育所内，同一天有两个女婴出生，但因为来看妈妈的小朋友尹俊熙的关系，令到两个小女婴的身份名牌调转了。从而令两个婴儿就开始了两种截然不同的生活。本是富有家庭的女儿去了一个单亲妈妈的家庭，而另一个出生在单亲家庭的婴儿却去了一个既富裕又充满幸福快乐的家庭，开开心心的成长，故事亦由这里揭开序幕！
十四年后，俊熙（宋承宪）长成了一个翩翩少年，妹妹恩熙（宋慧乔 饰）也十分聪明可爱，家境的优越使得两兄妹成为学校了令人艳羡的对象。与恩熙同班的芯爱（韩彩英 饰）因为父亲早逝，而哥哥却游手好闲，全家只有靠母亲一人独立支撑的餐厅过活，生活艰难。
恩熙被一辆货车撞倒，送到医院输血的时候才发现她和芯爱当年被抱错了。恩熙的妈妈不想放弃女儿，夫妻二人决定将错就错，可是芯爱却主动找上门来，她不想过贫苦的生活。
恩熙不想让亲生母亲伤心选择留下来，俊熙来看她，她告诉俊熙自己来生想做一棵树，那样就可以永远留在一个地方，也不用和家人分开，这让俊熙伤心不已。
时间流逝，俊熙和芯爱学成回来，回到以前的出生地，而恩熙则在一间酒店内当接线生，俊熙要订婚，所以想找寻这个一直令他牵肠挂肚的恩熙，但却失望而回。而俊熙的好友泰锡则和恩熙相识，他对恩熙有一种莫名的好感。
因为泰锡的关系恩熙失去工作，她的哥哥为了还债要把恩熙“卖给”一个老头，虽然泰锡“英雄救美”却还是伤害了恩熙。俊熙带着幼美来到那片海边，恩熙跟着过来，发现俊熙。她控制不住情绪跑上前来抱住了俊熙，兄妹二人相认了。
俊熙对外说恩熙是自己的表妹，泰锡却心烦意乱。恩熙被亲哥哥打伤，她不得不找俊熙帮忙，看着熟睡的恩熙，俊熙心疼的泪流满面。
泰锡开始追求恩熙，并向俊熙保证自己是认真的。恩熙也知道了俊熙和幼美在一起是因为幼美的下辈子也想当一棵树。
芯爱回来了，她对恩熙充满了敌意。她不想让恩熙见自己的父母，可俊熙不能答应她。芯爱很失望，因为在俊熙心中恩熙的地位永远高于她。
恩熙的哥哥到俊熙的学校威胁他，为了恩熙，俊熙给了他钱却被恩熙撞见，恩熙崩溃。俊熙和恩熙背靠背坐着擦玻璃，两个人的手无意中碰到一起，这种微妙的感觉让两个人心情复杂。恩熙和俊熙彼此爱着对方，可因为幼美和泰锡的关系，两个人都无法说出口。
恩熙妈妈知道芯爱回来了，特地跑来酒店见她，可芯爱的反应却冷淡，妈妈知道芯爱读书优秀，心理很安慰，另一方面，却又为恩熙难过……
很多事情堆积在一起，恩熙不想给俊熙惹麻烦，她不想哥哥难过，她决定离开就当没有重逢过。可俊熙无法忍受恩熙再一次离开他，他抱着恩熙，一直重复着：你不能走。
俊熙认清自己的感情，他和幼美分手，可幼美却不能接受。恩熙和俊熙相爱的事让大家震惊，并且遭到了大家的反对。因为幼美的自杀，恩熙和俊熙不得不分手。泰锡感情受挫，处处为难着失恋的恩熙，直到一天恩熙昏倒……。
恩熙患上了血癌，将不久于人世。她不能将病情告诉亲人，因为这将要用很多钱，她不想替拮据的家添负担。泰锡知道了恩熙的病情，他决定带着恩熙到汉城去治病。恩熙知道俊熙就要到美国去，她乘泰锡离开的时候，偷偷地到常和俊熙一起去的牧场，正好碰上了也到这里的俊熙。两个人都很痛苦。
因为恩熙要做骨髓移植，泰锡不得不将她的病告诉她妈妈。恩熙的妈妈去求俊熙的爸妈，帮助恩熙治好癌症。俊熙的妈妈听到后就晕倒了。
幼美知道了恩熙的病情，她去医院看了恩熙。自责的幼美把恩熙的病情告诉了俊熙，可俊熙却在见到昏迷的恩熙后离开了。他怕恩熙醒不过来。他不去见恩是因为她的心愿未了，就不会死去，要是见到他就会很快死去。
醒过来的恩熙被俊熙带回了家中，两个人终于可以没有负担的相守了。泰锡见到恩熙开心，心里也舒坦了很多，只要恩熙健康开心幸福，他也没有别的要求。幼美决定离开俊熙到美国去，临行前她祝福俊熙。芯爱知道恩熙的病后，开始自责，性情也有所改变，开始去关心恩熙的妈妈。
恩熙的病情再次发作，手术也不能再做。俊熙发现恩熙开始吐血，知道他快要死了。他不能让恩熙一个人死去，他决定如果恩熙死了，他也不想活了。恩熙发现俊熙不想活了，她逼迫俊熙答应自己活下去。
恩熙最终在俊熙的背上离开，俊熙表白：“我真的很爱你”，他就这么背着自己心爱的人在海滩上不知疲倦地走着……，仿佛这么做恩熙就不会离开自己一样。
俊熙重新走了一遍他和恩熙走过的路，就在恩熙的骨灰被洒向大海的时候，就在恩熙当年被撞的路口，一辆大货车向俊熙驶来，他答应恩熙不会自杀，却没想到这么快自己就能和恩熙相守……。
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