亲爱的伽利略讲述了泰国女孩小樱（楚缇玛·提潘娜特 Chutima Teepanart 饰）和小棉（贾琳珀恩·朱凯特 Jarinporn Jookiat 饰）的欧洲修学之旅。两人怀着各自不同的目的结伴出发，在异国风光和新鲜体验中结识了许多朋友，也不得不面对生活压力、现实困境，以及远离家人的孤独与思念。
一路上，她们先后走过伦敦、巴黎和威尼斯，始终彼此扶持。性格单纯柔弱的小棉逐渐变得坚强，也慢慢走出失恋的阴影；个性鲜明的小樱则开始学会理解和包容他人，她潜藏的设计天赋也在旅途中逐步显露出来。然而，这段原本仿佛没有尽头的旅程，却因一场意外突然中止。受到牵连的小棉被遣送回国，小樱因此陷入深深的自责，担心好友无法原谅自己。最终，小樱回到家乡，在机场迎接她的亲友中，是否会有小棉的身影？
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