《我的杀手女友》讲述了一段女杀手与普通小摄影师在意外相遇、彼此算计中逐渐产生感情的故事。
谢苗饰演的韩晓峰不再是以往冷酷腹黑的高手，而是一名怀揣个人影展梦想的普通摄影师。一次外出采风时，他偶然捡到一串价值不菲的钻石项链。面对这笔意外之财，韩晓峰没有动歪心思，而是执意寻找项链的失主。然而，他并不知道，这串看似普通的项链背后隐藏着一个巨大的秘密。
项链出现后，韩晓峰原本平静的生活开始被一群身份不明、来意不善的陌生人打乱。就在他试图查明真相时，一个冷傲妩媚的女人走进了他的生活。原来，这一切都源于某公司老板与夫人之间的利益争夺，而决定双方谁能掌控家族企业的关键，正是那串钻石项链。
为了夺回项链、将家族企业的利益掌握在自己手中，公司老板高价雇佣黑帮展开搜寻；老板夫人也不甘示弱，派出美女杀手墨影来到韩晓峰身边，对他进行全方位的算计。毫不知情的韩晓峰却把墨影当成了需要帮助的弱女子，即使遭到地痞流氓纠缠和黑帮打手刁难，也总是挺身而出，用并不强壮的身体保护她。
韩晓峰的笨拙与善良，在墨影看来或许并不高明，却逐渐打动了这个自幼生活在冰冷阴暗世界中的女人。她不忍心杀害无辜的韩晓峰，最终决定将真相告诉他。为了帮助自己喜欢的女孩，韩晓峰与墨影携手踏上寻找项链的道路。两人在一次次危机中相互扶持、彼此鼓励，感情也迅速升温，并最终找回了项链。
就在两人以为任务完成、生活即将恢复平静时，黑帮老大却找上门来。为了心爱的女孩，也为了回到曾经的平静生活，韩晓峰在众人惊讶的目光中，亮出了自己的真实身份。
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