Der sympathische Tierarzt Sebastian Brunnen (Gregor Törzs) zieht aus Berlin in ein kleines Städtchen an der Mosel, wo er eine alteingesessene Veterinär-Praxis übernimmt. In der ländlichen Idylle hofft er, über den Tod seiner Frau hinwegzukommen und endlich mehr Zeit mit seiner halbwüchsigen Tochter Kira (Geraldine Raths) verbringen zu können.

Während Kira sich in der neuen Umgebung zaghaft mit ihrem Schulkameraden Vito (Ben Unterkofler) anfreundet, geht Sebastians Praxis zunächst eher schleppend – die Dorfbewohner betrachten den dynamischen Arzt aus der Großstadt mit einer gewissen Skepsis. Dann aber wird Sebastian überraschend mit einem besonders heiklen Fall konfrontiert.

Auf einem kleinen Reiterhof, den die junge Katherina Mohr (Valerie Niehaus) mit Unterstützung ihrer Tante Magda (Doris Kunstmann) betreibt, entdeckt er, dass eine Zuchtstute mit dem Erreger einer hoch ansteckenden Seuche infiziert ist. Obwohl Sebastian das Tier sofort einschläfert, will der zuständige Amtsarzt Dr. Gebhard (Rüdiger Vogler), der sich von dem neuen Tierarzt übergangen fühlt, sämtliche Pferde auf Katherinas Hof töten, um eine Ausbreitung der Krankheit zu verhindern.

Sebastian ist zwar sicher, dass diese Maßnahme unnötig ist, doch Gebhard weiß zu Katherinas Entsetzen ausgerechnet ihren Verlobten Daniel (Philipp Moog) auf seiner Seite, der als Bürgermeister um das touristische Image seiner Stadt fürchtet. Auf Sebastians Drängen hin gibt der zuständige Ausschuss ihm und der verzweifelten Katherina eine letzte Chance, das Leben der Pferde zu retten: Innerhalb von 48 Stunden müssen sie den Beweis erbringen, dass der Seuchenherd nicht auf Katherinas Hof liegt. Für die beiden beginnt ein Wettlauf gegen die Zeit.

Dabei spüren Sebastian und Katherina immer deutlicher, dass sie drauf und dran sind, sich ineinander zu verlieben. Zugleich scheint Sebastian kaum zu merken, dass er vor lauter Arbeit seine einsame Tochter immer stärker vernachlässigt. Da verschwindet Kira eines Abends spurlos.

„Tierisch verliebt" erzählt auf anrührende Weise eine Vater-Tochter-Geschichte. Mit viel Gespür für Charakterzeichnung und zwischenmenschliche Konflikte verwebt das Drehbuch der Autorin Marte Cormann diese Beziehung mit der romantischen Liebe zweier Menschen, die in einer dramatischen Ausnahmesituation ihre Gefühle füreinander entdecken. Valerie Niehaus und Gregor Törzs erweisen sich dabei als neues Traumpaar. In weiteren Rollen spielen Doris Kunstmann, Rüdiger Vogler und Philipp Moog.