1976年夏天，日本妇女来到北京，寻找来自华南的玉蝶。中日友好协会翻译王东陪同中子到昆虫研究所。研究人员建议中子去拜访专门研究蝴蝶的秋桐教授。王栋很尴尬，故意打断了谈话。中子回国前，请王东帮忙找玉蝶。中子回到日本，在母亲戴军·竹内面前提到了秋桐教授。戴军大吃一惊，回忆起过去。40多年前，慕容求在日本留学期间，和戴军一起住在竹内。慕容秋和戴军朝夕相处，逐渐发展出爱情。很快，他们组成了幸福的婚姻，生了一个儿子。儿子5岁时，日本侵华战争爆发，慕容秋被迫离开妻子，带着儿子回到祖国，从此杳无音信。丈夫离开后，戴军对慕容秋的爱情忠贞不渝。当她从朋友铃木那里得知丈夫去世后，她投身于科学研究，成为一名昆虫学教授。其实慕容秋并没有死。在一次日本轰炸中，他任教的学校成了一片废墟，他被迫流亡国外，并改名为秋桐。日本投降后，秋桐几次打听戴军的下落，一无所获。他改名东望，意思是东望，思念母亲。"“文革”中秋桐不仅失去了工作权利，还被扣上了“对外交流”的帽子，遭到迫害。为了与亲戚团聚，戴军带着女儿中子和孙女三木来到北京。这时，中国被粉碎的“四人帮”秋桐也回到了他热爱的工作岗位。离开了40年的戴军与秋桐重聚。秋桐看到戴军有一个女儿，误以为她已经再婚；而戴军也错误地认为秋桐有另一个家庭，或者有什么说不出的困难，所以他拒绝承认他的妻子。虽然见过，但是不认识。为了进一步澄清真相，戴军提议与秋桐合作编辑《亚洲昆虫分类学》一书。秋桐陪同戴军母女到桂林考察。在客船上，中子邀请秋桐跳舞，戴军流着泪讲了她丈夫的《女神》等民间传说。秋桐再也无法忍受内心的痛苦，在半路上下了船。当秋桐回家时，他发现戴军正在做家务，他们紧紧地拥抱在一起。谜团解开，一个失散多年的家庭三代人沉浸在幸福中。