《婚姻密码》围绕一个家庭中三个年龄层的男女展开，讲述他们对婚姻、爱情和幸福的不同理解与人生遭遇。植物研究所副研究员冯诗卉的嫁接实验失败，工作压力和繁琐家务让她倍感沮丧。她的丈夫、某大学昆虫教研室教授齐越，则为了科研项目与从剑桥归来的老同学、专家迟鸣展开竞争，忙于工作的他忽略了诗卉的感受。两人因孩子照料和家务分配不断争执，婚后七年之痒也悄然来临。
诗卉的妹妹冯雪晴考上研究生后，依然与男友王奕相恋。母亲石良玉认为王奕也应考上研究生，才配得上女儿，因此对两人的感情百般干涉。然而王奕一心想创办公司、靠创业实现理想，性格活泼的两人最终在争吵和无奈中分手，父亲冯韬也只能顺从妻子的决定。
当年，诗卉不顾母亲反对，与迟鸣分手，选择嫁给来自农村的齐越。如今，她却越来越无法忍受齐越的大男子主义和不讲卫生的习惯，夫妻俩从相互抱怨发展到分居冷战。迟鸣的旧情因此重新燃起，但诗卉始终没有后悔当初的选择。与此同时，身处苦恼之中的齐越得到了单亲家庭出身的博士后蒋馨月的理解，两人渐渐产生感情。得知此事后，诗卉失去理智，与齐越的婚姻一度走到了濒临离婚的边缘。最终，齐越逐渐明白孩子和家庭对自己的真正意义，在关键时刻选择站在妻子身边；蒋馨月也终于意识到，自己对齐越的感情，不过是把他当成了童年时期对父爱的追寻与投射。
冯韬年轻时曾有一位恋人，如今对方身患绝症。石良玉得知后，毅然决定和丈夫一起照顾这位旧日恋人，陪她走完余生，这份胸襟令冯韬深受感动。历经磨难后，创业成功的王奕重新赢回了雪晴，两人最终有情人终成眷属。生活仍在继续，诗卉和齐越也开始谨慎而用心地经营这段来之不易、重新建立起来的婚姻与感情。婚姻不仅需要关爱、理解和宽容，更需要持续的呵护与经营；当问题出现时，也要学会真诚勇敢地面对，以冷静和智慧寻找解决之道。
