鸡蛋三明治恋人定情 难敌现实渐行渐远
破晓前漆黑一片，演员林小桑来到深夜食堂，告诉老板她的婚讯。曾经她总是和蔡智勇一起来食堂吃鸡蛋三明治，现在，她想最后吃一次老板做的鸡蛋三明治。老板点点头，钻进厨房开始忙活。
时光倒回到蔡智勇和林小桑初识的那个清晨，勤工俭学读大学的蔡智勇，每天凌晨送报纸。这天，他送报时遇到脚踝受伤的临时演员林小桑，好心把她带到食堂，让她冰敷受伤的脚。期间，蔡智勇点了鸡蛋三明治，并分给饿着肚子的林小桑吃。
林小桑虽然还是个跑龙套的小演员，但一直有明星梦，她认为自己总有一天会出人头地。就算现在比较辛苦，她也不在意。吃了点三明治后，林小桑急着赶回片场，蔡智勇打包剩下的鸡蛋三明治给她，并送她回片场，他自己则去上课。
第二天的破晓时分，收工后的小桑来食堂还饭盒，蔡智勇急急送完报纸赶到食堂，和小桑一起吃鸡蛋三明治。之后每一天，林小桑和蔡智勇都会不约而同地来食堂吃三明治。有时候林小桑会比蔡智勇早到，但她都会等着蔡智勇。两个年轻人的距离在这样的接触中慢慢地拉近了，一个烂漫开朗，一个稳重踏实，他们自然而然走到了一起。
蔡智勇的目标是成为闻名世界的记着，林小桑则是希望能当上万人仰慕的大明星。他们互相约定，不管各自成为什么样的人，都要在每天的破晓时分，一起在深夜食堂吃鸡蛋三明治。后来，小桑借口没钱缴房租，搬去和蔡智勇住在一起，二人的感情与日俱增。
老板把林小桑介绍给孙可唯，林小桑就这样拿到人生第一个角色。同一天，蔡智勇也成为电视台新闻部的实习生。他们互相分享了好消息，这一刻，他们尚且确信，他们可以手牵手创造美好的未来。
日子一天天过去，林小桑很努力，开始有了广告代言。蔡智勇虽然已经实习，但还是坚持每天送报纸贴补生活。渐渐地，林小桑和蔡智勇的距离拉大了。但蔡智勇并没有想放弃林小桑，他依然坚信自己可以支撑起林小桑的未来。
这天，蔡智勇将自己全部的积蓄取出来，买了一枚戒指。然后，他和林小桑一起到他们曾经说好要去的顶楼餐厅吃饭。就在蔡智勇准备拿出戒指跟林小桑求婚时，她接到通知女一号角色的电话。接完电话的林小桑欣喜若狂地跟蔡智勇分享这个好消息，并说今天的饭由她买单。蔡智勇闻讯失落地收起了戒指，他明白现在的他没有能力给出这枚戒指。
林小桑的名气越来越大，时间也越来越少，她已经连续好几天没有和蔡智勇来吃鸡蛋三明治了。而蔡智勇的实习期也快结束了，主管答应让他去新闻部跑新闻，可却打着借用蔡智勇和林小桑的这层关系拿娱乐独家的主意。听着主管的打算，蔡智勇心里很不是滋味。
深夜食堂品过去 红香肠勾起回忆
成了大明星的林小桑和作为小记者的蔡智勇，距离越来越远。林小桑身边的工作人员私底下议论蔡智勇和小桑不般配，听到这些的蔡智勇跑到食堂独自喝酒，并给小桑发了分手信息。之后不久，蔡智勇看到杂志上关于林小桑和男一号的绯闻消息。
林小桑确实要结婚了，所以她穿着婚纱来到深夜食堂，最后一次点了鸡蛋三明治。蔡智勇也来到了食堂，他笑着祝林小桑幸福，可林小桑却把鸡蛋三明治丢到他的脸上，也把她最后的留恋和不舍抛开。蔡智勇离开后，林小桑独自一人在食堂哭泣。天亮时，她也准备走了，老板由衷地夸她穿婚纱的样子好看。
林小桑和蔡智勇的爱情最终没有打败现实的距离，他们从陌生人到恋人，又变回了最熟悉的陌生人。又一个故事在深夜食堂结束，更多的故事将在这里开始。每天晚上，仍有许多人在食堂来来回回，有的人永远只吃一道菜，他们有的吃的是口味，有的吃的是习惯，大部分吃的是一段过去。
这天晚上，阿龙照例来食堂吃红香肠。李警官也在，他也要了红香肠，并要来沙拉酱蘸着吃，原来他们在大学篮球队时就这样吃。听着李警官说，大家伙才知道他们是大学同学。李警官告诉阿龙，大学时的同学牧美住院，想见阿龙，阿龙却拒绝了。
李警官指责阿龙到现在都不肯原谅牧美，并说牧美这些年一直活在愧疚之中，更直言他到现在还一直吃红香肠说明忘不了当初的美好。阿龙不愿与李警官多说，一旁的阿贤看不过，要替阿龙出头，反被阿龙钳制。最后还是老板出手制止李警官，才暂时平息了这件事。
阿龙结账后就离开了，留下李警官大声质问他为何忘了当初说好的“黄金铁三角”。食堂里的其他人都很好奇当时到底发生了什么，李警官这才平复情绪，将事情娓娓道来。大学篮球队时的阿龙十分风光，是众望所归的明星球员，他和李警官也是合作无间的搭档。牧美则经常和他们在一起，做红香肠给他们吃，三个人一起在篮球场吃着红香肠蘸沙拉酱。牧美的目光一直追着阿龙的身影，大学联赛前三天，牧美约阿龙出门，路上笑着和他约定，只要他在联赛上拿到冠军，她就做会笑的红香肠给他吃。
当晚，在阿龙练球的球场，有几个流氓看上了漂亮的牧美，上来骚扰她，还围殴阿龙。阿龙为了保护牧美和他们大打出手，最后重伤了两个人。这一场架毁掉了阿龙的前途，他被取消比赛资格，遭退学处理。在坐了三个月牢之后，他从一个万众瞩目的明星球员，变成了一个一无所有的人。
牧美和阿龙的约定没能兑现，一晃十五年过去了，他们始终没有见过面。李警官也是来到这里当警察，才又与阿龙重遇。牧美一直很想再见阿龙一面，她心里的愧疚太深了。李警官希望能满足牧美的这个愿望，所以才一直来找阿龙。
可阿龙选择避而不见，为了躲开李警官，他很晚才来到食堂。老板一语双关劝阿龙，忘不掉不如去看看。阿龙在慎重考虑后，来到医院看望牧美。牧美仍然是那么漂亮，但她的脸色也很苍白。看到阿龙后，她露出了笑容，说起当初为了找到他，拼命打工挣钱要去上海，可惜最后没能如愿和他相见。再后来，牧美遇到了她的先生，和他有了一个孩子。到如今，她重病住进医院，在这所剩不多的日子，弥补了十五年的遗憾。想到这里，牧美非常满足，她颤抖着伸出手，阿龙握住她的手，她终于笑着哭了出来，泪如雨下。
