Ольга Гоголева живёт размеренной и счастливой жизнью: любящий муж Сергей, с которым они вместе ещё со школы, и взрослеющий сын Костя. Она преподаёт в школе, и её мир состоит из семейных забот и рабочих задач. Но всё меняется, когда на встрече выпускников появляется Владимир Дудников — одноклассник, таинственно исчезнувший сразу после окончания школы.
Сериал «Тайный дневник моей сестры» — это глубокая психологическая мелодрама о женщине, оказавшейся на перепутье. Марина, казалось бы, имеет все для благополучия: долгий брак, устоявшаяся жизнь. Но за фасадом благополучия скрывается пустота и ощущение застоя, в котором она невольно начинает сравнивать себя с идеализированным образом своей старшей сестры Любы.