Là một trong những bộ phim tiêu biểu trong sự nghiệp “chắp bút” của hai chị em biên kịch họ Hong, Cô Nàng Đẹp Trai cũng là chính tác phẩm đưa tên tuổi của nữ diễn viên Park Shin-Hye được khán giả khắp châu Á biết tới. Phim có nội dung xoay quanh Ko Mi-Nyeo và Ko Mi-Nam (cả hai do Park Shin-Hye thủ vai), vốn là anh chị em sinh đôi. Họ lớn lên trong một trại trẻ mồ côi và không biết cha mẹ mình là ai. Khi trưởng thành, Ko Mi-Nyeo muốn trở thành một nữ tu. Trên đường đi lấy vé đi Rome, một người đàn ông lạ bắt kịp cô. Tên của người đàn ông là Ma Hoon-Lee (Kim In-Kwon) và anh ta giải thích rằng anh ta là người quản lý cho nhóm nhạc nam nổi tiếng “A.N.JELL”. Anh cũng nói rằng anh trai sinh đôi của cô, Ko Min-Nam, người mới gia nhập ban nhạc, bị thương nặng và được đưa sang Mỹ để chữa trị. Ma Hoon-Lee sau đó cầu xin Ko Mi-Nyeo giả danh anh trai cô cho đến khi anh bình phục. Vì lợi ích của anh trai mình, Ko Mi-Nyeo miễn cưỡng đồng ý đóng vai anh trai cô.
Kang Shin-Woo (Jeong Yong-Hwa) – một thành viên ban nhạc A.N.JELL, là người đầu tiên phát hiện ra bí mật của Ko Mi-Nyeo, nhưng anh giữ nó cho riêng mình. Kang Shin-Woo cũng cố gắng giúp đỡ Ko Mi-Nyeo mà cô không biết. Lâu dần, Kang bắt đầu nảy sinh tình cảm với Mi-Nyeo. Trong khi đó, ca sĩ kiêm nhạc sĩ của A.N.JELL là Hwang Tae-Kyeong (Jang Keun-Suk) phát hiện ra bí mật của Ko Mi-Nyeo. Hwang Tae-Kyeong là một nhạc sĩ cực kỳ tài năng, nhưng anh ta có tính cách khó gần và thích kiểm soát người khác. Lúc đầu, Hwang Tae-Kyeong cố gắng đuổi Ko Mi-Nyeo ra khỏi ban nhạc, nhưng anh trở nên đồng cảm với hoàn cảnh của cô khi anh phát hiện ra rằng cô hy vọng tìm thấy mẹ mình bằng cách xuất hiện trên truyền hình với ban nhạc.
Bí mật của Ko Mi-Nyeo sau đó được phát hiện bởi ca sĩ nhạc pop Yu Hee-Yi (Uee). Khi báo chí đưa tin sai lệch rằng Yu Hee-Yi và A.N.JELL, thành viên ban nhạc Hwang Tae-Kyeong đang hẹn hò, cô ấy sử dụng bí mật của Ko Mi-Nyeo để khiến Hwang Tae-Kyeong giả vờ rằng họ đang hẹn hò trước báo giới. Vào đúng thời điểm Yu Hee-Yi sẽ thông báo với báo chí rằng họ đã chia tay và rằng cô đã bỏ rơi Hwang Tae-Kyeong. Đổi lại Yu Hee-Yi sẽ giữ bí mật của Ko Mi-Nyeo. Hwang Tae-Kyeong đồng ý với sự sắp xếp này để bảo vệ Ko Mi-Nyeo. Trong khi đó, Yu Hee-Yi lại bắt đầu nảy sinh tình cảm với chính Hwang Tae-Kyeong …