Bộ phim Trái Tim Mùa Thu là một câu chuyện tình đẹp nhưng đầy bi kịch giữa hai người anh em ruột Yun Joon Suh và Eun Suh. Với sự thay đổi vô tình từ lúc nhỏ, họ đã lớn lên trong một gia đình hạnh phúc nhưng số phận lại đẩy họ vào những thử thách khó khăn.
Eun Suh, sau khi bị tráo đổi với người em gái ruột của mình, phải trải qua nhiều sóng gió trong cuộc sống. Cô phải đối diện với sự ganh ghét của Choi Shin Ae và cuối cùng là quyết định rời xa gia đình nuôi để tìm kiếm mẹ ruột.
Yun Joon Suh, sau khi trở về từ Mỹ, không ngừng tìm kiếm và chờ đợi người em gái thất lạc. Khi gặp lại Eun Suh, họ nhận ra tình cảm thật sự của mình dành cho nhau. Nhưng số phận đã quá muộn khi Joon Suh đã có một mối quan hệ khác và Eun Suh bị bệnh nặng.
Cuối cùng, hai người không thể ở bên nhau dù tình yêu của họ rất sâu đậm. Bộ phim mang lại cho khán giả không chỉ niềm vui của tình yêu mà còn là nỗi buồn và tiếc nuối khi hai người không thể ở bên nhau trong cuộc đời này.
