《空镜子》讲述了一对性格迥异的姐妹孙丽和孙燕的故事。孙丽（牛莉饰）漂亮、学历高，身边从不缺追求者，但她最终嫁给了研究员张波（刘冠军饰）。妹妹孙燕（陶虹饰）一直活在姐姐的阴影下，渴望成为像姐姐那样的人。她经师傅介绍认识了医院后勤人员潘树林（姜武饰），潘树林为人正直，对孙燕也很好，但孙丽却瞧不起他。与此同时，孙燕的小学同学翟志刚（何冰饰）对她展开猛烈追求，两人很快结婚，但婚后发现性格不合，最终离婚。孙丽婚后也不幸福，她留下女儿和丈夫，出国后与外国人交往，最终也离婚。多年后，马黎明（许亚军饰）和潘树林再次出现在姐妹俩的生活中，故事的发展充满了未知与波折。