电影《昨日青空》讲述了屠小意、姚哲恬、齐景轩和花生四人的高三学校生活，他们四人在同一个班级，屠小意喜欢的人是姚哲恬，可姚哲恬喜欢的人是齐景轩，三人之间的感情路线也是电影的一大看点。
故事一开始就是《灌篮高手》的封面和BGM，屠小意在一次篮球场上遇到了齐景轩，两人打起了篮球赛，姚哲恬看着齐景轩帅气的样子被他迷住。期间屠小意为了获取姚哲恬的欢心，每天放学都和她一起做黑板报，齐景轩知道屠小意喜欢她，背后帮助了他一次，将他的情书放进了姚哲恬的信箱里。
高三的生活很艰苦，每个人都在拼命学习中，齐景轩因为成绩不好，选择了提前离开学校，考取了飞行员证件，这时候姚哲恬来到了他身边，屠小意这才知道姚哲恬喜欢的人是齐景轩，那封信最终没能送出去。屠小意决定前往上海学习绘画，在半路看到了齐景轩为他送行。在影片结局中姚哲恬带着自己的女儿来到老家，回想起了十年前的场景。