THE OTHER ZOEY membawa kita ke dunia kampus Queens University of Charlotte dengan pemeran utama Lauren Lapkus sebagai Zoey Miller, Alex Hook sebagai Zach MacLaren, Eleanor Lambert sebagai Elle, Veronica Dunne sebagai Becca, dan Miles Sims sebagai Miles. Film ini menyoroti Zoey, seorang mahasiswa jurusan komputer yang cerdas dan skeptis terhadap konsep cinta romantis tradisional, lebih percaya bahwa kesamaan pola pikirlah yang menjadi dasar hubungan yang ideal.

Cerita dimulai di kelas sejarah saat Hari Valentine, ketika Zoey mengkritik presentasi Becca tentang Santo Valentine, menyebut perayaan ini hanya produk kapitalisme. Selain itu, Zoey juga menciptakan aplikasi yang bisa mencocokkan orang berdasarkan algoritma, bukan perasaan.

Kehidupan Zoey mulai berubah ketika secara tidak sengaja ia ditabrak bola oleh bintang sepak bola kampus, Zach MacLaren, saat berjalan bersama teman sekamarnya, Elle. Momen itu dianggap Elle romantis, namun Zoey tetap cuek. Tak lama kemudian, di kelas lain, ia melihat seorang mahasiswa yang memiliki pandangan hampir sama dengannya soal cinta, namun pria itu menghilang sebelum ia sempat mengenalinya.

Kebetulan membawa Zoey lebih dekat dengan Zach terjadi di toko buku kampus tempat Zoey bekerja. Zach lupa kartu kreditnya setelah membeli buku, dan Zoey mengejarnya untuk mengembalikannya. Dalam kejadian itu, Zach menabrak mobil yang sedang mundur dan mengalami amnesia ringan. Saat terbangun, orang pertama yang ia lihat adalah Zoey, dan karena kebetulan nama Zoey sama dengan pacarnya, Zach mengira ia adalah sang kekasih. Zoey pun ikut membawanya ke rumah sakit dan bertemu dengan orang tua Zach, yang juga salah mengira identitasnya. Dokter menyarankan Zoey untuk tidak mengejutkan Zach hingga ia pulih, sehingga ia ikut makan malam bersama keluarga Zach.

Di rumah Zach, Zoey bertemu adik Zach, Avery, dan sepupunya, Miles, yang ternyata adalah mahasiswa yang pernah ia lihat memiliki pandangan sama dengannya di kelas. Interaksi ini membuat Zoey mulai menyadari banyak kesamaan antara dirinya dan Zach. Perlahan, hubungan mereka berkembang dengan momen kebersamaan yang lebih personal. Ketika keluarga Zach mengundangnya untuk akhir pekan bermain ski, Zoey bahkan membatalkan penerbangannya untuk ikut, menunjukkan bahwa ia semakin nyaman dan terikat dengan Zach serta keluarganya.