Cô Nàng Cử Tạ Kim Bok Joo kể về câu chuyện của Kim Bok Joo (Lee Sung Kyung), một vận động viên cử tạ đại học. Bok Joo là một cô gái mạnh mẽ, thẳng thắn và luôn nỗ lực hết mình để theo đuổi ước mơ trở thành một vận động viên cử tạ hàng đầu. Bok Joo gặp Jung Joon Hyung (Nam Joo Hyuk), một vận động viên bơi lội đại học. Joon Hyung là một chàng trai lạnh lùng, kiêu ngạo nhưng lại có trái tim ấm áp.

Bok Joo và Joon Hyung bắt đầu nảy sinh tình cảm với nhau, nhưng mối tình của họ gặp phải nhiều thử thách. Bok Joo và Joon Hyung phải vật lộn với những áp lực từ việc theo đuổi ước mơ, những định kiến của xã hội về những người tập thể thao và những hiểu lầm của chính họ.