Kat Valdez adalah seorang superstar yang sangat populer di komunitas Latin. Meski kariernya cemerlang, kehidupan cintanya berantakan dengan empat pernikahan publik yang berakhir gagal. Setelah lagu duet terbarunya bersama sang tunangan, Bastian, berjudul 'Marry Me' sukses menduduki puncak tangga lagu dunia, keduanya berencana menggelar pernikahan megah yang disiarkan langsung di salah satu konser Kat.

Di sisi lain, Charlie Gilbert, guru matematika yang telah bercerai, terpaksa menghadiri konser itu bersama sahabatnya, Parker, dan putrinya, Lou, yang belakangan bersikap dingin padanya. Saat Kat bersiap menuju altar di atas panggung, sebuah situs gosip hiburan mempublikasikan video perselingkuhan Bastian dengan asisten Kat, Tyra. Manajernya menunjukkan kabar itu tepat sebelum upacara dimulai.

Alih-alih panik, Kat justru melihat Charlie di tengah penonton yang memegang papan bertuliskan 'Marry Me'. Dalam keputusan spontan yang mengejutkan semua orang, Kat memilih menikahi Charlie di depan ribuan penonton dan jutaan pemirsa daring. Meski ragu, Charlie naik ke panggung dan resmi menikah dengan Kat. Usai upacara, Kat menolak menemui Bastian dan Tyra, lalu pergi bersama Charlie dengan perasaan campur aduk.

Keesokan harinya, menghadapi sorotan media yang mempertanyakan kondisi mentalnya, Kat memutuskan tetap menikah dengan Charlie selama beberapa bulan demi meredam opini publik. Charlie setuju dengan berat hati, tak ingin memperkeruh kehidupan pribadi mereka. Ia pun harus tampil di berbagai acara media, meski merasa tak nyaman menjadi pusat perhatian.

Seiring waktu, hubungan mereka perlahan berkembang saat menghabiskan waktu jauh dari sorotan kamera dan campur tangan manajemen Kat. Charlie bahkan mengajak Kat datang ke pesta dansa sekolah sebagai pasangan, dan Kat menerimanya.

Hubungan mereka berubah menjadi romansa sungguhan. Kat juga semakin dekat dengan murid-murid Charlie dan Lou. Ia membantu tim matematika Charlie mempersiapkan lomba, serta mendampingi Lou yang mengalami demam panggung dengan mengajarinya menari untuk mengalihkan kecemasan.