《离婚不分手》故事发生在一对看似完美的情侣西勒斯特（拉什达·琼斯 Rashida Jones 饰）和杰西（安迪·萨姆伯格 Andy Samberg 饰）之间。他们的爱情源自高中时期，一直延续至今，充满热情和激情。然而随着时间推移，他们在彼此眼中看到了对方身上的缺点和不足，杰西的玩世不恭和缺乏进取心让西勒斯特感到无法忍受，而西勒斯特的傲慢和强势也让杰西感到受伤。在这种情况下，离婚似乎成为了唯一的选择。
尽管他们无法继续维持婚姻关系，但两人之间深厚的感情仍然存在。因此，他们决定分手但不分居，以朋友的身份继续生活在同一个屋檐下。然而，事实并没有如他们想象的那么简单美好。随着时间的推移，西勒斯特渐渐发现自己仍深爱着杰西，而这种爱意却愈发强烈。更令她痛苦的是，曾经认为了解透彻的杰西，如今却变得越来越陌生。他们的关系变得更加复杂，情感纠葛使得他们陷入了一场无法预料的困境中。这段关系的未来究竟会走向何方，似乎成为了两人心头的难题。
