《20世纪少女》以1999年为时代背景，围绕着活泼开朗的少女玉琳展开。玉琳暗恋着学校的人气男生俊熙，为了接近他，她想尽办法。她和好友们组成小团体，一起经历校园里的点点滴滴。在这个过程中，玉琳闹出不少笑话，但也凭借着自己的真诚逐渐走进俊熙的生活。然而，转校生贤宇的出现打破了原有的平静。贤宇对玉琳一见钟情，开始热烈追求她。玉琳在俊熙和贤宇之间摇摆不定，内心充满纠结。随着时间推移，三人之间的情感关系愈发复杂，他们在青春的懵懂与冲动中，经历着爱情的甜蜜与酸涩，也在成长中学会面对自己的内心。