《我知道你的秘密》讲述了医学院学生顾初因家庭变故被迫中断学业，经历数年社会磨砺后重返校园，决心完成学业、追寻最初梦想的故事。毕业实习期间，她结识了法医中心的主检法医师陆北辰，却意外发现对方竟是自己已故男友陆北深的双胞胎哥哥。
面对这段复杂的关系，顾初努力与陆北辰和平相处，而陆北辰则因弟弟的死亡对顾初抱有偏见。随着两人并肩调查一桩桩案件，彼此的心结逐渐解开。就在他们以为能够重新开始时，兄弟之间的亲情以及两个家庭积压已久的矛盾再次成为横亘在感情面前的阻碍。最终，正义战胜邪恶，真相大白，凶手受到揭露，而顾初与陆北辰也在爱与理解中走到了一起。
