Cô em họ bất đắc dĩ là câu chuyện tình cảm lãng mạn về cuộc đụng độ giữa hai nhân vật đình đám: Chàng trai quyễn rũ kiêu ngạo và cô gái xinh đẹp có biệt tài nói dối. Bộ phim hài hước, lãng mạn nhưng có nhiều pha không kém phần hồi hộp với những diễn biến tâm lí của nhân vật. Cô gái tuy sinh ra với biệt tài nói dối nhưng lại mang đến điều ngọt ngào cho người khác chứ không hề lọc lừa, và người con trai sinh ra để kiêu ngạo cũng đến lúc trái tim phải thừa nhận cuộc sống sẽ không có ý nghĩa nếu thiếu người con gái ấy.
Chuyện phim xoay quanh những vấn đề trong cuộc sống của cô nàng hướng dẫn viên du lịch thích nói dối Yu Rin (Lee Da Hae). Trong một lần tình cờ đụng độ với Gong Chan (Lee Dong Wook), người thừa kế một tập đoàn khách sạn lớn, cô đã ký vào bản hợp đồng trở thành “em họ giả” của Gong Chan với mong muốn làm cho ông nội của Gong Chan bớt lo lắng về cô cháu gái đã thất lạc bấy lâu. Với sự thông minh và biệt tài nói dối, Yu Rin dần dần lấy được tình cảm của mọi người. Về phía Gong Chan, sau một thời gian tiếp xúc, cả hai dần dần nảy sinh tình cảm với nhau; tuy nhiên lúc này đây cả hai phải đối diện với lời nói dối cùng sự quay lưng của mọi người trong gia đình khi sự thật về lai lịch của Yu Rin bị bại lộ… Cuộc tình bắt đầu từ sự dối trá ngọt ngào ấy tất nhiên không thể thiếu những người thứ ba: Kim Sae Hyun (Park Si Yeon), ngôi sao quần vợt, bạn gái cũ của Gong Chan và Seo Jeong Woo (Lee Jun Ki) một chàng trai ăn chơi, đến khi gặp Yoo Rin mới nhận ra thế nào là tình yêu đích thực.