Mẹ Nuôi bắt đầu tại thành phố San Francisco, xoay quanh Lâm Đạt, một phụ nữ Mỹ gốc Hoa đơn thân. Mười ba năm trước, cô nhận nuôi bé gái Na Na. Bất hạnh ập đến khi cô bé bị chẩn đoán mắc bệnh ung thư máu dòng bạch cầu lymphocytic. Để cứu con, Lâm Đạt quyết định nghỉ việc, cùng cha mẹ bán đi căn nhà của gia đình để sang Trung Quốc tìm lại cha mẹ ruột của cô bé với hy vọng ghép tủy từ người cùng huyết thống. Trong hành trình vạn dặm ấy, tài xế taxi Lưu Bình Phán đã tận tình đồng hành và hỗ trợ hai mẹ con. Nhờ sự giúp đỡ của bệnh viện và cảnh sát, Lâm Đạt lần lượt tìm thấy người mẹ ruột Tuyết Mai nhưng chỉ số không tương thích, rồi tìm đến người cha ruột Ngô Giang, người vốn chưa từng hay biết về sự tồn tại của đứa trẻ. Sau khi Na Na được cứu chữa thành công, một cuộc tranh chấp quyền nuôi dưỡng nổ ra giữa cha mẹ ruột và người mẹ nuôi tận tụy. Vượt qua mọi giằng co, Lâm Đạt giành được quyền nuôi con, đồng thời đón nhận tình yêu từ Lưu Bình Phán trước khi cùng Na Na trở về San Francisco. Bộ phim thuộc thể loại tâm lý xã hội và tình cảm gia đình, gồm 44 tập với thời lượng khoảng 44 phút mỗi tập.